JP3680462B2

JP3680462B2 - Semiconductor device

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Publication number: JP3680462B2
Application number: JP33352896A
Authority: JP
Inventors: 浩由富田
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1996-12-13
Filing date: 1996-12-13
Publication date: 2005-08-10
Anticipated expiration: 2016-12-13
Also published as: TW334564B; US5751652A; JPH10172281A; KR100265528B1; KR19980063343A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電源電圧を分圧してなる電圧を発生する電圧発生回路と、この電圧発生回路をバックアップするバックアップ回路を備える半導体装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体装置、例えば、シンクロナスＤＲＡＭは、一般に、外部から電源電圧ＶＣＣとして３.３［Ｖ］が与えられるが、内部には、電源電圧ＶＣＣの１／２の電圧である１.６５［Ｖ］を発生する電圧発生回路や、電源電圧ＶＣＣの１／２よりも低い電圧、例えば、１.０［Ｖ］を発生する電圧発生回路などが設けられる。
【０００３】
例えば、電源電圧ＶＣＣの１／２の電圧である１.６５［Ｖ］は、セルキャパシタの対向電極に印加する電圧や、セルからデータが出力されるビット線をプリチャージする電圧として使用され、電源電圧ＶＣＣの１／２よりも低い電圧である１.０［Ｖ］は、外部端子にデータを出力する出力バッファに接続されているデータバスをプリチャージする電圧として使用される。
【０００４】
ここに、これら電圧発生回路の負荷に対する充放電能力は、負荷の電圧変動がそれほど問題とならないパワーダウン時を基準として設定されるため、負荷の電圧変動が問題となる、いつ、コマンドが入力されるか分からないアイドル状態や、アクティブ状態時などのパワーアップ時に対応するために、これら電圧発生回路に付随して、負荷充放電能力の大きいバックアップ回路が設けられるのが一般的である。
【０００５】
また、シンクロナスＤＲＡＭの中には、ＬＶＴＴＬ（low voltage transistor transistor logic）データ伝送方式を採用するシステムに使用する場合には、内部の基準電圧発生回路で発生させた基準電圧１.４［Ｖ］を内部回路に供給し、ＳＳＴＬ(stub series terminated transceiver logic)データ伝送方式を採用するシステムに使用する場合には、外部から供給される基準電圧１.４［Ｖ］を内部回路に供給する基準電圧回路を備えているものがある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ここに、電圧発生回路に付随して設けられるバックアップ回路における電力消費を無駄なく効率的に行うことができれば、消費電力の低減化を図ることができる。
【０００７】
本発明は、かかる点に鑑み、電源電圧を分圧した電圧を発生する電圧発生回路を備える半導体装置であって、電圧発生回路に付随して設けられるバックアップ回路における電力消費を無駄なく効率的に行い、消費電力の低減化を図ることができるようにした半導体装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、電源線と接地線との間に第１、第２の抵抗を直列に接続し、これら第１、第２の抵抗の接続点を電圧出力ノードとして、電源線が供給する電源電圧を第１、第２の抵抗で分圧した所定の電圧を電圧出力ノードから出力するようにされた電圧発生回路と、電圧出力ノードの電圧が許容下限値よりも低電圧になると、電圧出力ノード側に対してプルアップ動作を行い、電圧出力ノードの電圧を許容下限値に上昇させ、電圧出力ノードの電圧が許容上限値よりも高電圧になると、電圧出力ノード側に対してプルダウン動作を行い、電圧出力ノードの電圧を許容上限値に下降させるバックアップ回路を備える半導体装置において、バックアップ回路は、ドレインを電源線に接続され、ソースを電圧出力ノードに接続されたプルアップ用の第１のｎチャネル絶縁ゲート型電界効果トランジスタと、ソースを電圧出力ノードに接続され、ドレインを接地線に接続されたプルダウン用の第１のｐチャネル絶縁ゲート型電界効果トランジスタと、電圧発生回路に負荷充放電能力を越える負荷充放電能力が要求される期間は、第１のｎチャネル絶縁ゲート型電界効果トランジスタのゲートに電圧出力ノードの電圧の許容下限値に第１のｎチャネル絶縁ゲート型電界効果トランジスタのスレッショルド電圧を加算した電圧を印加すると共に、第１のｐチャネル絶縁ゲート型電界効果トランジスタのゲートに電圧出力ノードの電圧の許容上限値に第１のｐチャネル絶縁ゲート型電界効果トランジスタのスレッショルド電圧の絶対値を減算した電圧を印加し、電圧発生回路に負荷充放電能力を越える負荷充放電能力が要求されない期間は、第１のｎチャネル絶縁ゲート型電界効果トランジスタのゲート及び第１のｐチャネル絶縁ゲート型電界効果トランジスタのゲートに電圧出力ノードの電圧を印加するプルアップ・プルダウン制御回路を備え、電圧発生回路に負荷充放電能力を越える負荷充放電能力が要求される期間のみ活性状態とされ、電圧発生回路に負荷充放電能力を越える負荷充放電能力が要求されない期間は非活性状態とされるように構成されるというものである。
【０００９】
本発明においては、バックアップ回路は、電圧発生回路に負荷充放電能力を越える負荷充放電能力が要求される期間のみ活性状態とされ、電圧発生回路に負荷充放電能力を越える負荷充放電能力が要求されない期間は非活性状態とされるので、電力消費を無駄なく効率的に行うことができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図１〜図１０を参照して、本発明の実施の第１形態及び第２形態について、本発明をシンクロナスＤＲＡＭに適用した場合を例にして説明する。
【００１１】
（第１形態・・図１〜図９）
図１は本発明の実施の第１形態であるシンクロナスＤＲＡＭの要部を示す回路図であり、本発明の実施の第１形態は、ＶＰＲ回路１と、ＶＰＲバックアップ回路２と、ＶＤＰ回路３と、ＶＤＰバックアップ回路４と、基準電圧回路５と、制御回路６とを備え、その他については、従来周知のように構成される。
【００１２】
図２はＶＰＲ回路１及びＶＰＲバックアップ回路２の構成を示す回路図であり、ＶＰＲ回路１は、セルキャパシタの対向電極に印加するための電圧や、セルからデータが出力されるビット線をプリチャージするための電圧として使用するための電圧ＶＰＲとしてＶＣＣ／２を発生する回路である。
【００１３】
ＶＰＲ回路１において、８は電源電圧ＶＣＣ（例えば、３.３［Ｖ］）を供給するＶＣＣ電源線、９、１０はＶＣＣ電源線８と接地線との間に直列に接続された抵抗値を高抵抗値、例えば、５３０［ＫΩ］とする抵抗である。
【００１４】
このＶＰＲ回路１は、抵抗９、１０の接続点であるノードＮ１に電圧ＶＰＲとしてＶＣＣ／２を得るとするものであり、ノードＮ１は、配線１１を介してセルキャパシタの対向電極やビット線プリチャージ回路に接続されている。
【００１５】
ＶＰＲバックアップ回路２は、ＶＰＲ回路１に付随して設けられるものであり、ＶＰＲ回路１のノードＮ１の電圧ＶＰＲがＶＣＣ／２±α［Ｖ］の範囲に維持されるように、ノードＮ１側に対して充放電動作を行うものである。なお、αは、例えば、０.１［Ｖ］である。
【００１６】
このＶＰＲバックアップ回路２において、Ｎ２は制御回路６から出力される制御信号Ｓ１が印加されるノード、１２は制御信号Ｓ１を反転するインバータ、１３はインバータ１２の出力を反転するインバータである。
【００１７】
制御信号Ｓ１は、後述するように、電源電圧ＶＣＣが立ち上がった時からＣＡＳレイテンシやバースト長の設定内容などを指示するモード・レジスタ・セット・コマンドの内容のモード・レジスタに対する書込みを指示するモード・レジスタ・セット・コマンド書込み指示信号ＭＲＳＰが発生されるまでの期間及び外部クロックＣＬＫを有効に扱うか否かを指示するクロック・イネーブル信号ＣＫＥが高論理レベル（以下、Ｈレベルという）とされている期間はＨレベルとされ、電源電圧ＶＣＣが立ち上がった時からモード・レジスタ・セット・コマンド書込み指示信号ＭＲＳＰが発生されるまでの期間を除き、クロック・イネーブル信号ＣＫＥが低論理レベル（以下、Ｌレベルという）にある期間はＬレベルとされる。
【００１８】
なお、以下の記載においては、モード・レジスタ・セット・コマンド書込み指示信号ＭＲＳＰ＝Ｈレベルとなった状態をモード・レジスタ・セット・コマンド書込み指示信号ＭＲＳＰが発生された状態とし、モード・レジスタ・セット・コマンド書込み指示信号ＭＲＳＰ＝Ｌレベルとなった状態をモード・レジスタ・セット・コマンド書込み指示信号ＭＲＳＰが発生されていない状態とする。
【００１９】
また、Ｎ３はＶＰＲ回路１から出力される電圧ＶＰＲが印加されるノード、１４はインバータ１２の出力により導通（以下、ＯＮという）、非導通（以下、ＯＦＦという）が制御されるｎＭＯＳトランジスタ１５と、インバータ１３の出力によりＯＮ、ＯＦＦが制御されるｐＭＯＳトランジスタ１６とからなるアナログ・スイッチである。
【００２０】
また、１７はインバータ１２の出力によりＯＮ、ＯＦＦが制御されるｎＭＯＳトランジスタ１８と、インバータ１３の出力によりＯＮ、ＯＦＦが制御されるｐＭＯＳトランジスタ１９からなるアナログ・スイッチである。
【００２１】
これらアナログ・スイッチ１４、１７は、制御信号Ｓ１＝Ｈレベルの場合、即ち、インバータ１２の出力＝Ｌレベル、インバータ１３の出力＝Ｈレベルの場合にはＯＦＦとされ、制御信号Ｓ１＝Ｌレベルの場合、即ち、インバータ１２の出力＝Ｈレベル、インバータ１３の出力＝Ｌレベルの場合にはＯＮとされる。
【００２２】
また、２０はソースをＶＣＣ電源線８に接続され、ゲートをインバータ１２の出力端に接続され、スイッチ素子として機能するｐＭＯＳトランジスタであり、制御信号Ｓ１＝Ｈレベルの場合、即ち、インバータ１２の出力＝Ｌレベルの場合にはＯＮとされ、制御信号Ｓ１＝Ｌレベルの場合、即ち、インバータ１２の出力＝Ｈレベルの場合にはＯＦＦとされる。
【００２３】
また、２１はソースを接地線に接続され、ゲートをインバータ１３の出力端に接続され、スイッチ素子として機能するｎＭＯＳトランジスタであり、制御信号Ｓ１＝Ｈレベルの場合、即ち、インバータ１３の出力＝Ｈレベルの場合にはＯＮとされ、制御信号Ｓ１＝Ｌレベルの場合、即ち、インバータ１３の出力＝Ｌレベルの場合にはＯＦＦとされる。
【００２４】
また、２２、２３、２４はｐＭＯＳトランジスタ２０のドレインとｎＭＯＳトランジスタ２１のドレインとの間に直列接続された抵抗であり、これら抵抗２２、２３、２４は、ｐＭＯＳトランジスタ２０＝ＯＮ、ｎＭＯＳトランジスタ２１＝ＯＮとされる場合には、抵抗２２、２３の接続点であるノードＮ４にＶＣＣ／２＋α［Ｖ］を得、抵抗２３、２４の接続点であるノードＮ５にＶＣＣ／２−α［Ｖ］を得ることができる抵抗値とされている。
【００２５】
また、２５はソースをｐＭＯＳトランジスタ２０のドレインに接続され、ゲートを接地線に接続された抵抗素子として機能するｐＭＯＳトランジスタ、２６はドレイン及びゲートをｐＭＯＳトランジスタ２５のドレインに接続され、ソースをノードＮ５に接続されたダイオードとして機能するｎＭＯＳトランジスタである。
【００２６】
また、２７はソースをノードＮ４に接続され、ゲートをドレインに接続されたダイオードとして機能するｐＭＯＳトランジスタ、２８はドレインをｐＭＯＳトランジスタ２７のドレインに接続され、ゲートをＶＣＣ電源線８に接続され、ソースをｎＭＯＳトランジスタ２１のドレインに接続された抵抗素子として機能するｎＭＯＳトランジスタである。
【００２７】
また、２９はドレインをＶＣＣ電源線８に接続され、ゲートをｐＭＯＳトランジスタ２５のドレインとｎＭＯＳトランジスタ２６のドレインとの接続点であるノードＮ６に接続され、ソースをノードＮ１に接続されたプルアップ素子として機能するｎＭＯＳトランジスタである。
【００２８】
また、３０はソースをノードＮ１に接続され、ゲートをｐＭＯＳトランジスタ２７のドレインとｎＭＯＳトランジスタ２８のドレインとの接続点であるノードＮ７に接続され、ドレインを接地線に接続されたプルダウン素子として機能するｐＭＯＳトランジスタである。
【００２９】
なお、ｎＭＯＳトランジスタ２９とｐＭＯＳトランジスタ３０とでプルアップ・プルダウン回路が構成されており、インバータ１２、１３と、アナログ・スイッチ１４、１７と、ｐＭＯＳトランジスタ２０、２５、２７と、ｎＭＯＳトランジスタ２１、２６、２８と、抵抗２２、２３、２４とで、ｎＭＯＳトランジスタ２９及びｐＭＯＳトランジスタ３０を制御するプルアップ・プルダウン制御回路が構成されている。
【００３０】
このように構成されたＶＰＲバックアップ回路２においては、電源電圧ＶＣＣが立ち上がった時からモード・レジスタ・セット・コマンド書込み指示信号ＭＲＳＰ＝Ｈレベルとされるまでの期間及びクロック・イネーブル信号ＣＫＥがＨレベルとされている期間、即ち、制御信号Ｓ１＝Ｈレベルとされる場合、インバータ１２の出力＝Ｌレベル、インバータ１３の出力＝Ｈレベル、アナログ・スイッチ１４＝ＯＦＦ、アナログ・スイッチ１７＝ＯＦＦ、ｐＭＯＳトランジスタ２０＝ＯＮ、ｎＭＯＳトランジスタ２１＝ＯＮとされる。
【００３１】
したがって、ノードＮ６の電圧は、ノードＮ５の電圧（＝ＶＣＣ／２−α）＋ｎＭＯＳトランジスタ２６のスレッショルド電圧（＝ＶＴＨｎ）＝ＶＣＣ／２−α＋ＶＴＨｎとなり、ノードＮ７の電圧は、ノードＮ４の電圧（＝ＶＣＣ／２＋α）−ｐＭＯＳトランジスタ２１のスレッショルド電圧（＝ＶＴＨｐ）の絶対値＝ＶＣＣ／２＋α−｜ＶＴＨｐ｜となる。
【００３２】
この結果、ＶＣＣ／２−α＜ノードＮ１の電圧ＶＰＲ＜ＶＣＣ／２＋αの場合には、ｎＭＯＳトランジスタ２９のゲート・ソース間電圧＝−α＋ＶＴＨｎ＜ＶＴＨｎとなり、ｎＭＯＳトランジスタ２９＝ＯＦＦとなると共に、ｐＭＯＳトランジスタ３０のゲート・ソース間電圧＝α−｜ＶＴＨｐ｜＞−｜ＶＴＨｐ｜となり、ｐＭＯＳトランジスタ３０＝ＯＦＦとなる。
【００３３】
ここに、ノードＮ１の電圧ＶＰＲ≦ＶＣＣ／２−αになると、ｎＭＯＳトランジスタ２９のゲート・ソース間電圧≧ＶＴＨｎとなり、ｎＭＯＳトランジスタ２９＝ＯＮとなるとともに、ｐＭＯＳトランジスタ３０のゲート・ソース間電圧≧２α−｜ＶＴＨｐ｜となり、ｐＭＯＳトランジスタ３０＝ＯＦＦが維持される。
【００３４】
この結果、ノードＮ１の電圧ＶＰＲ＜ＶＣＣ／２−αになると、ｎＭＯＳトランジスタ２９は、ノードＮ１側に対してプルアップ動作を行い、ＶＣＣ電源線８からｎＭＯＳトランジスタ２９を介してノードＮ１側に電流が流れ、ノードＮ１の電圧ＶＰＲが上昇し、ノードＮ１の電圧ＶＰＲ＝ＶＣＣ／２−αになると、ｎＭＯＳトランジスタ２９はプルアップ動作を止め、ノードＮ１の電圧ＶＰＲ＞ＶＣＣ／２−αになると、ｎＭＯＳトランジスタ２９はＯＦＦとなる。
【００３５】
これに対して、ノードＮ１の電圧ＶＰＲ≧ＶＣＣ／２＋αになると、ｎＭＯＳトランジスタ２９のゲート・ソース間電圧≦−２α＋ＶＴＨｎとなり、ｎＭＯＳトランジスタ２９＝ＯＦＦが維持されると共に、ｐＭＯＳトランジスタ３０のゲート・ソース間電圧≦−｜ＶＴＨｐ｜となり、ｐＭＯＳトランジスタ３０＝ＯＮとなる。
【００３６】
この結果、ノードＮ１の電圧ＶＰＲ＞ＶＣＣ／２＋αになると、ｐＭＯＳトランジスタ３０は、ノードＮ１側に対してプルダウン動作を行い、ノードＮ１側からｐＭＯＳトランジスタ３０を介して接地線に電流が流れ、ノードＮ１の電圧ＶＰＲは下降し、ノードＮ１の電圧ＶＰＲ＝ＶＣＣ／２＋αになると、ｐＭＯＳトランジスタ３０はプルダウン動作を止め、ノードＮ１の電圧ＶＰＲ＜ＶＣＣ／２になると、ｐＭＯＳトランジスタ３０はＯＦＦとなる。
【００３７】
このように、制御信号Ｓ１＝Ｈレベルとされる場合、即ち、電源電圧ＶＣＣが立ち上がった時からモード・レジスタ・セット・コマンド書込み指示信号ＭＲＳＰ＝Ｈレベルとされるまでの期間及びクロック・イネーブル信号ＣＫＥがＨレベルとされている期間においては、ＶＰＲバックアップ回路２は活性状態とされ、ノードＮ１の電圧ＶＰＲは、ＶＣＣ／２±α［Ｖ］の範囲に維持されることになる。
【００３８】
また、電源電圧ＶＣＣが立ち上がった時からモード・レジスタ・セット・コマンド書込み指示信号ＭＲＳＰ＝Ｈレベルとされるまでの期間を除き、クロック・イネーブル信号ＣＫＥがＬレベルとされる期間においては、制御信号Ｓ１＝Ｌレベルとされるので、アナログ・スイッチ１４、１７＝ＯＮ、ｐＭＯＳトランジスタ２０＝ＯＦＦ、ｎＭＯＳトランジスタ２１＝ＯＦＦとされる。
【００３９】
この結果、この場合には、ｎＭＯＳトランジスタ２９のゲート電圧＝ＶＰＲ、ｐＭＯＳトランジスタ３０のゲート電圧＝ＶＰＲとされるので、ｎＭＯＳトランジスタ２９＝ＯＦＦ、ｐＭＯＳトランジスタ３０＝ＯＦＦが維持され、ＶＰＲバックアップ回路２は非活性状態とされる。
【００４０】
図３はＶＤＰ回路３及びＶＤＰバックアップ回路４の構成を示す回路図であり、ＶＤＰ回路３は、外部端子であるデータ入出力端子にデータを出力するための出力バッファにデータを伝送するデータバスをプリチャージするための電圧として使用する電圧ＶＤＰとして、例えば、１.０［Ｖ］を発生するものである。
【００４１】
ＶＤＰ回路３において、３２は電源電圧ＶＣＣを供給するＶＣＣ電源線、３３、３４はＶＣＣ電源線３２と接地線との間に直列に接続された高抵抗値の抵抗である。
【００４２】
このＶＤＰ回路３は、抵抗３３、３４の接続点であるノードＮ８に電圧ＶＤＰとして１.０［Ｖ］を得るとするものであり、ノードＮ８は、配線３５を介してデータバス・プリチャージ回路に接続されている。
【００４３】
また、ＶＤＰバックアップ回路４は、ＶＤＰ回路３に付随して設けられるものであり、制御信号Ｓ２、Ｓ３により制御され、ＶＤＰ回路３のノードＮ８の電圧が１.０±β［Ｖ］の範囲に維持されるようにノードＮ８側に対して充放電動作を行うものである。但し、βは、例えば、０.１［Ｖ］である。
【００４４】
ここに、制御信号Ｓ２は、後述するように、電源電圧ＶＣＣが立ち上がった時からモード・レジスタ・セット・コマンド書込み指示信号ＭＲＳＰ＝Ｈレベルとされるまでの間はＨレベルとされ、モード・レジスタ・セット・コマンド書込み指示信号ＭＲＳＰ＝Ｈレベルとされた後はＬレベルとされる信号である。
【００４５】
また、制御信号Ｓ３は、後述するように、クロック・イネーブル信号ＣＫＥと、内部ロウアドレス・ストローブ信号raszとに基づいて生成される制御信号であり、内部ロウアドレス・ストローブ信号raszは、ワード線を立ち上げる場合にはＨレベル、ワード線を立ち上げない場合にはＬレベルとされる信号である。
【００４６】
ここに、制御信号Ｓ３は、クロック・イネーブル信号ＣＫＥ＝Ｈレベル、かつ、内部ロウアドレス・ストローブ信号rasz＝Ｈレベルの場合、即ち、クロック・イネーブル信号ＣＫＥ＝Ｈレベルの状態でワード線が立ち上げられる場合、及び、クロック・サスペンド時にはＨレベルとされ、その他の場合にはＬレベルとされる。
【００４７】
このＶＤＰバックアップ回路４において、Ｎ９は制御信号Ｓ２が印加されるノード、Ｎ１０は制御信号Ｓ３が印加されるノード、３６は制御信号Ｓ２と制御信号Ｓ３とをＯＲ処理するＯＲ回路、３７はＯＲ回路３６の出力を反転するインバータ、３８はインバータ３７の出力を反転するインバータである。
【００４８】
また、Ｎ１２はＶＤＰ回路３から出力される電圧ＶＤＰが印加されるノード、３９はインバータ３７の出力によりＯＮ、ＯＦＦが制御されるｎＭＯＳトランジスタ４０と、インバータ３８の出力によりＯＮ、ＯＦＦが制御されるｐＭＯＳトランジスタ４１からなるアナログ・スイッチである。
【００４９】
このアナログ・スイッチ３９は、制御信号Ｓ２、Ｓ３のいずれかがＨレベルの場合、即ち、ＯＲ回路３６の出力＝Ｈレベル、インバータ３７の出力＝Ｌレベル、インバータ３８の出力＝Ｈレベルとなる場合にはＯＦＦとされ、制御信号Ｓ２、Ｓ３のいずれもがＬレベルの場合、即ち、ＯＲ回路３６の出力＝Ｌレベル、インバータ３７の出力＝Ｈレベル、インバータ３８の出力＝Ｌレベルとなる場合にはＯＮとされる。
【００５０】
また、４２はソースをＶＣＣ電源線３２に接続され、ゲートをインバータ３７の出力端に接続されたスイッチ素子として機能するｐＭＯＳトランジスタであり、制御信号Ｓ２、Ｓ３のいずれかがＨレベルの場合、即ち、ＯＲ回路３６の出力＝Ｈレベル、インバータ３７の出力＝Ｌレベルとなる場合にはＯＮとされ、制御信号Ｓ２、Ｓ３のいずれもがＬレベルの場合、即ち、ＯＲ回路３６の出力＝Ｌレベル、インバータ３７の出力＝Ｈレベルとなる場合にはＯＦＦとされる。
【００５１】
また、４３はソースを接地線に接続され、ゲートをインバータ３８の出力端に接続されたスイッチ素子として機能するｎＭＯＳトランジスタであり、制御信号Ｓ２、Ｓ３のいずれかがＨレベルの場合、即ち、ＯＲ回路３６の出力＝Ｈレベル、インバータ３８の出力＝Ｈレベルとなる場合にはＯＮとされ、制御信号Ｓ２、Ｓ３のいずれもがＬレベルの場合、即ち、ＯＲ回路３６の出力＝Ｌレベル、インバータ３８の出力＝Ｌレベルとなる場合にはＯＦＦとされる。
【００５２】
また、４４、４５、４６、４７はｐＭＯＳトランジスタ４２のドレインとｎＭＯＳトランジスタ４３のドレインとの間に直列に接続された抵抗であり、これら抵抗４４、４５、４６、４７は、ｐＭＯＳトランジスタ４２＝ＯＮ、ｎＭＯＳトランジスタ４３＝ＯＮとされる場合には、抵抗４４、４５の接続点であるノードＮ１３に１.０＋β［Ｖ］を得、抵抗４６、４７の接続点であるノードＮ１４に１.０−β［Ｖ］を得ることができる抵抗値とされている。
【００５３】
また、４９は非反転入力端子をノードＮ１４に接続され、反転入力端子をノードＮ８に接続され、ＯＲ回路３６の出力により活性、非活性が制御される差動アンプである。
【００５４】
この差動アンプ４９は、ＯＲ回路３６の出力＝Ｈレベルとされる場合、即ち、制御信号Ｓ２、Ｓ３のいずれかがＨレベルの場合には活性状態とされ、ＯＲ回路３６の出力＝Ｌレベルとされる場合、即ち、制御信号Ｓ２、Ｓ３のいずれもがＬレベルの場合には非活性状態とされる。
【００５５】
また、この差動アンプ４９は、活性状態とされる場合において、１.０−β＞反転入力端子の電圧の場合、即ち、１.０−β＞ノードＮ８の電圧ＶＤＰの場合には、出力レベル＝Ｈレベルとし、１.０−β≦反転入力端子の電圧の場合、即ち、１.０−β≦ノードＮ８の電圧ＶＤＰの場合には、出力レベル＝Ｌレベルとするものである。
【００５６】
また、５０は非反転入力端子をノードＮ８に接続され、反転入力端子をノードＮ１３に接続され、ＯＲ回路３６の出力により活性、非活性が制御される差動アンプである。
【００５７】
この差動アンプ５０は、ＯＲ回路３６の出力＝Ｈレベルとされる場合、即ち、制御信号Ｓ２、Ｓ３のいずれかがＨレベルの場合には活性状態とされ、ＯＲ回路３６の出力＝Ｌレベルとされる場合、即ち、制御信号Ｓ２、Ｓ３のいずれもがＬレベルの場合には非活性状態とされる。
【００５８】
また、この差動アンプ５０は、活性状態とされる場合において、１.０＋β＜非反転入力端子の電圧、即ち、１.０＋β＜ノードＮ８の電圧ＶＤＰの場合には、出力レベル＝Ｈレベルとし、１.０＋β≧非反転入力端子の電圧、即ち、１.０−β≧ノードＮ８の電圧ＶＤＰの場合には、出力レベル＝Ｌレベルとするものである。
【００５９】
また、５１はドレインをＶＣＣ電源線３２に接続され、ゲートを差動アンプ４９の出力端子に接続されたプルアップ素子として機能するｎＭＯＳトランジスタである。
【００６０】
また、５２はドレインをｎＭＯＳトランジスタ５１のソースに接続され、ゲートをＯＲ回路３６の出力端に接続され、ソースをノードＮ８に接続され、ＯＲ回路３６の出力によりＯＮ、ＯＦＦが制御されるスイッチ素子として機能するｎＭＯＳトランジスタである。
【００６１】
また、５３はソースを接地線に接続され、ゲートを差動アンプ５０の出力端に接続されたプルダウン素子として機能するｎＭＯＳトランジスタである。
【００６２】
また、５４はドレインをノードＮ８に接続され、ゲートをＯＲ回路３６の出力端に接続され、ソースをｎＭＯＳトランジスタ５３のドレインに接続され、ＯＲ回路３６の出力によりＯＮ、ＯＦＦが制御されるスイッチ素子として機能するｎＭＯＳトランジスタである。
【００６３】
なお、ｎＭＯＳトランジスタ５１、５２、５３、５４でプルアップ・プルダウン回路が構成されており、ＯＲ回路３６と、インバータ３７、３８と、アナログ・スイッチ３９と、ｐＭＯＳトランジスタ４２と、ｎＭＯＳトランジスタ４３と、抵抗４４、４５、４６、４７と、差動アンプ４９、５０とでｎＭＯＳトランジスタ５１、５３を制御するプルアップ・プルダウン制御回路が構成されている。
【００６４】
このように構成されたＶＤＰバックアップ回路４においては、電源電圧ＶＣＣが立ち上がった時からモード・レジスタ・セット・コマンド書込み指示信号ＭＲＳＰ＝Ｈレベルとされるまでの期間、即ち、制御信号Ｓ２＝Ｈレベルとされる場合、あるいは、クロック・イネーブル信号ＣＫＥ＝Ｈレベルの状態でワード線が立ち上げられる場合、及び、クロック・サスペンド時、即ち、制御信号Ｓ３＝Ｈレベルとされる場合には、ＯＲ回路３６の出力＝Ｈレベル、インバータ３７の出力＝Ｌレベル、インバータ３８の出力＝Ｈレベル、アナログ・スイッチ３９＝ＯＦＦ、ｐＭＯＳトランジスタ４２＝ＯＮ、ｎＭＯＳトランジスタ４３＝ＯＮとなる。
【００６５】
この結果、ノードＮ１３の電圧は、１.０＋β［Ｖ］となり、ノードＮ１４の電圧は、１.０−β［Ｖ］、差動アンプ４９＝活性状態、差動アンプ５０＝活性状態、ｎＭＯＳトランジスタ５２＝ＯＮ、ｎＭＯＳトランジスタ５４＝ＯＮとなる。
【００６６】
この場合において、１.０−β＜ノードＮ８の電圧ＶＤＰ＜１.０＋βにある場合には、差動アンプ４９の出力＝Ｌレベル、差動アンプ５０の出力＝Ｌレベルとなり、ｎＭＯＳトランジスタ５１＝ＯＦＦ、ｎＭＯＳトランジスタ５３＝ＯＦＦを維持することになる。
【００６７】
ここに、１.０−β≧ノードＮ８の電圧ＶＤＰになると、差動アンプ４９の出力＝Ｈレベル、ｎＭＯＳトランジスタ５１＝ＯＮとなると共に、差動アンプ５０の出力＝Ｌレベル、ｎＭＯＳトランジスタ５３＝ＯＦＦが維持される。
【００６８】
この結果、ｎＭＯＳトランジスタ５１は、ノードＮ８側に対してプルアップ動作を行い、ＶＣＣ電源線３２からｎＭＯＳトランジスタ５１、５２を介してノードＮ８側に電流が流れ、ノードＮ８の電圧ＶＤＰが上昇し、ノードＮ８の電圧＝１.０−βとなると、ｎＭＯＳトランジスタ５１はＯＦＦとなる。
【００６９】
また、１.０＋β≦ノードＮ８の電圧ＶＤＰになると、差動アンプ４９の出力＝Ｌレベル、ｎＭＯＳトランジスタ５１＝ＯＦＦが維持されると共に、差動アンプ５０の出力＝Ｈレベル、ｎＭＯＳトランジスタ５３＝ＯＮとなる。
【００７０】
この結果、ｎＭＯＳトランジスタ５３は、ノードＮ８側に対してプルダウン動作を行い、ノードＮ８側からｎＭＯＳトランジスタ５４、５３を介して接地線側に電流が流れ、ノードＮ８の電圧が下降し、ノードＮ８の電圧ＶＤＰ＝１.０＋βになると、ｎＭＯＳトランジスタ５３はＯＦＦとなる。
【００７１】
このように、電源電圧ＶＣＣが立ち上がった時からモード・レジスタ・セット・コマンド書込み指示信号ＭＲＳＰ＝Ｈレベルとされるまでの期間、クロック・イネーブル信号ＣＫＥ＝Ｈレベルの状態でワード線が立ち上げられる場合、及び、クロック・サスペンド時には、即ち、制御信号Ｓ２、Ｓ３のいずれもがＨレベルとされる場合には、ＶＤＰバックアップ回路４は活性状態とされ、ノードＮ８の電圧は、１.０±β［Ｖ］の範囲に維持されることになる。
【００７２】
これに対して、電源電圧ＶＣＣが立ち上がった時からモード・レジスタ・セット・コマンド書込み指示信号ＭＲＳＰ＝Ｈレベルとされるまでの期間及びクロック・サスペンド時を除き、クロック・イネーブル信号ＣＫＥ＝Ｌレベルとされる場合、及び、クロック・イネーブル信号ＣＫＥ＝Ｈレベルであるが、ワード線が立ち上げられない場合、即ち、制御信号Ｓ２、Ｓ３のいずれもがＬレベルとされる場合には、ＯＲ回路３６の出力＝Ｌレベル、インバータ３７の出力＝Ｈレベル、インバータ３８の出力＝Ｌレベル、アナログ・スイッチ３９＝ＯＮ、ｐＭＯＳトランジスタ４２＝ＯＦＦ、ｎＭＯＳトランジスタ４３＝ＯＦＦ、差動アンプ４９＝非活性状態、差動アンプ５０＝非活性状態、ｎＭＯＳトランジスタ５２＝ＯＦＦ、ｎＭＯＳトランジスタ５４＝ＯＦＦとされ、ＶＤＰバックアップ回路４は非活性状態となる。
【００７３】
図４は基準電圧回路５の構成を示す回路図であり、この基準電圧回路５は、システムがＬＶＴＴＬデータ伝送方式を採用している場合には、内部で発生させた基準電圧Ｖref-Ａを基準電圧Ｖrefとして内部回路に供給し、システムがＳＳＴＬデータ伝送方式を採用している場合には、外部から供給される基準電圧Ｖref-Ｂを基準電圧Ｖrefとして内部回路に供給するというものである。
【００７４】
図４中、５６は基準電圧用外部端子であり、システムがＬＶＴＴＬデータ伝送方式を採用している場合には、非接続状態とされ、システムがＳＳＴＬデータ伝送方式を採用している場合には、基準電圧Ｖref-Ｂとして１.４［Ｖ］が印加される。
【００７５】
また、Ｎ１５は制御回路６から出力される制御信号Ｓ２が印加されるノード、５７は制御信号Ｓ２を反転するインバータ、５８はソースをＶＣＣ電源線５９に接続され、ゲートをインバータ５７の出力端に接続されたｐＭＯＳトランジスタ、６０は一端をｐＭＯＳトランジスタ５８のドレインに接続された高抵抗値の抵抗である。
【００７６】
また、６１、６２、６３はＶＣＣ電源線５９と接地線との間に直列接続された抵抗であり、これら抵抗６１、６２、６３の抵抗値は、抵抗６１、６２の接続点であるノードＮ１６に１.４［Ｖ］より高電圧、かつ、３.３［Ｖ］より低電圧の電圧であるＶｎ［Ｖ］を得、抵抗６２、６３の接続点であるノードＮ１７に基準電圧Ｖref-Ａとして１.４［Ｖ］を得ることができる値とされている。
【００７７】
また、６４は非反転入力端子を基準電圧用外部端子５６及び抵抗６０の他端に接続され、反転入力端子をノードＮ１６に接続された比較器をなす差動アンプであり、この差動アンプ６４は、制御信号Ｓ２＝Ｈレベルの場合には活性状態とされ、制御信号Ｓ２＝Ｌレベルの場合には非活性状態とされる。
【００７８】
また、６５は制御信号Ｓ２によりＯＮ、ＯＦＦが制御されるｎＭＯＳトランジスタ６６と、インバータ５７の出力によりＯＮ、ＯＦＦが制御されるｐＭＯＳトランジスタ６７とからなるアナログ・スイッチであり、このアナログ・スイッチ６５は、制御信号Ｓ２＝Ｈレベルの場合にはＯＮ、制御信号Ｓ２＝Ｌレベルの場合にはＯＦＦとされる。
【００７９】
また、６８はインバータ６９、７０からなるラッチ回路、７１はアナログ・スイッチ６５の出力端とラッチ回路６８の入力端との接続点であるノードＮ１８の電圧によりＯＮ、ＯＦＦが制御されるスイッチ素子をなすｎＭＯＳトランジスタ、７２はラッチ回路６８の出力端であるノードＮ１９の電圧によりＯＮ、ＯＦＦが制御されるスイッチ素子をなすｎＭＯＳトランジスタである。
【００８０】
このように構成された基準電圧回路５においては、基準電圧用外部端子５６が非接続状態とされている場合、即ち、システムがＬＶＴＴＬデータ伝送方式を採用している場合において、制御信号Ｓ２＝Ｈレベルとされる場合、即ち、電源電圧ＶＣＣが立ち上がった時からモード・レジスタ・セット・コマンド書込み指示信号ＭＲＳＰ＝Ｈレベルとされるまでの間は、インバータ５７の出力＝Ｌレベル、ｐＭＯＳトランジスタ５８＝ＯＮとなる。
【００８１】
この結果、差動アンプ６４の非反転入力端子の電圧（＝３.３［Ｖ］）＞差動アンプ６４の反転入力端子の電圧（＝Ｖｎ）となり、差動アンプ６４の出力＝Ｈレベルとなる。
【００８２】
また、この場合、アナログ・スイッチ６５＝ＯＮとなるので、ノードＮ１８のレベル＝Ｈレベルとなり、ｎＭＯＳトランジスタ７１＝ＯＮとなると共に、差動アンプ６４の出力であるＨレベルがラッチ回路６８にラッチされ、ノードＮ１９のレベル＝Ｌレベルとなり、ｎＭＯＳトランジスタ７２＝ＯＦＦとなる。
【００８３】
そして、その後、モード・レジスタ・セット・コマンド書込み指示信号ＭＲＳＰ＝Ｈレベルにされると、制御信号Ｓ２＝Ｌレベルとされ、インバータ５７の出力＝Ｈレベル、ｐＭＯＳトランジスタ５８＝ＯＦＦ、差動アンプ６４＝非活性状態となる。
【００８４】
また、この場合には、アナログ・スイッチ６５＝ＯＦＦとなるが、ラッチ回路６８により、ノードＮ１８のレベル＝Ｈレベル、ノードＮ１９のレベル＝Ｌレベルに維持されるので、ｎＭＯＳトランジスタ７１＝ＯＮ、ｎＭＯＳトランジスタ７２＝ＯＦＦが維持される。
【００８５】
したがって、システムがＬＶＴＴＬデータ伝送方式を採用している場合には、ノードＮ１７に得られる基準電圧Ｖref-Ａが基準電圧Ｖrefとして内部回路に供給されることになる。
【００８６】
これに対して、基準電圧用外部端子５６に基準電圧Ｖref-Ｂが印加されている場合、即ち、システムがＳＳＴＬデータ伝送方式を採用している場合において、制御信号Ｓ２＝Ｈレベルとされる場合、即ち、電源電圧ＶＣＣが立ち上がった時からモード・レジスタ・セット・コマンド書込み指示信号ＭＲＳＰが出力されるまでの間は、インバータ５７の出力＝Ｌレベルとなる。
【００８７】
この場合、ｐＭＯＳトランジスタ５８＝ＯＮとされるが、抵抗６０は高抵抗であるから、差動アンプ６４の非反転入力端子の電圧（＝Ｖref-Ｂ）＜差動アンプ６４の反転入力端子の電圧（＝Ｖｎ）となり、差動アンプ６４の出力＝Ｌレベルとなる。
【００８８】
また、この場合、アナログ・スイッチ６５＝ＯＮとなるので、ノードＮ１８のレベル＝Ｌレベルとなり、ｎＭＯＳトランジスタ７１＝ＯＦＦとなると共に、差動アンプ６４の出力であるＬレベルがラッチ回路６８にラッチされ、ノードＮ１９のレベル＝Ｈレベルとなり、ｎＭＯＳトランジスタ７２＝ＯＮとなる。
【００８９】
そして、その後、モード・レジスタ・セット・コマンド書込み指示信号ＭＲＳＰ＝Ｈレベルにされると、制御信号Ｓ２＝Ｌレベルとされ、インバータ５７の出力＝Ｈレベル、ｐＭＯＳトランジスタ５８＝ＯＦＦ、差動アンプ６４＝非活性状態となる。
【００９０】
また、この場合には、アナログ・スイッチ６５＝ＯＦＦとなるが、ラッチ回路６８により、ノードＮ１８のレベル＝Ｌレベル、ノードＮ１９のレベル＝Ｈレベルに維持されるので、ｎＭＯＳトランジスタ７１＝ＯＦＦ、ｎＭＯＳトランジスタ７２＝ＯＮが維持される。
【００９１】
したがって、システムがＳＳＴＬデータ伝送方式を採用している場合には、基準電圧用外部端子５６に印加される基準電圧Ｖref-Ｂが基準電圧Ｖrefとして内部回路に供給されることになる。
【００９２】
図５は制御回路６の一部分の構成を示す回路図であり、図５中、７４は電源電圧ＶＣＣの立ち上がりを検出する電源電圧立ち上がり検出回路、７５は制御信号Ｓ２を発生するＳ２発生回路、７６は制御信号Ｓ１を発生するＳ１発生回路である。
【００９３】
電源電圧立ち上がり検出回路７４において、７７、７８はＶＣＣ電源線７９と接地線との間に直列接続された高抵抗値の抵抗、８０は一端をＶＣＣ電源線７９に接続された抵抗、８１はドレインを抵抗８０の他端に接続され、ゲートを抵抗７７、７８の接続点であるノードＮ２０に接続され、ソースを接地線に接続されたｎＭＯＳトランジスタである。
【００９４】
なお、抵抗７７、７８は、電源電圧ＶＣＣが充分に立ち上がった時に、ノードＮ２０にｎＭＯＳトランジスタ８２をＯＮとする電圧を得ることができる抵抗値とされている。
【００９５】
また、８２はソースをＶＣＣ電源線７９に接続され、ゲート及びドレインをノードＮ２０に接続されたｎＭＯＳトランジスタであり、このｎＭＯＳトランジスタ８２は、電源電圧ＶＣＣが立ち下げられた場合に、ノードＮ２０の電圧を高速に立ち下げるためのものである。
【００９６】
また、８３、８４、８５、８６は縦列接続されたインバータであり、初段のインバータ８３の入力端を抵抗８０とｎＭＯＳトランジスタ８１のドレインとの接続点であるノードＮ２１に接続され、最終段のインバータ８６の出力端に電源電圧立ち上がり検出信号Ｓ４を得ることができるようにされている。
【００９７】
また、Ｓ２発生回路７５において、８７は電源電圧立ち上がり検出信号Ｓ４を反転するインバータ、Ｎ２２はモード・レジスタ・セット・コマンド書込み指示信号ＭＲＳＰが印加されるノード、８８はモード・レジスタ・セット・コマンド書込み指示信号ＭＲＳＰを反転するインバータ、８９、９０はフリップフロップ回路を構成するＮＡＮＤ回路であり、ＮＡＮＤ回路８９の出力端に制御信号Ｓ２が得られるようにされている。
【００９８】
また、Ｓ１発生回路７６において、Ｎ２３はクロック・イネーブル信号ＣＫＥが印加されるノード、９１はクロック・イネーブル信号ＣＫＥと制御信号Ｓ２とをＯＲ処理して制御信号Ｓ１を出力するＯＲ回路である。
【００９９】
図６は電源電圧立ち上がり検出回路７４、Ｓ２発生回路７５及びＳ１発生回路７６の動作の一例を示す波形図であり、電源電圧ＶＣＣの立ち上がり時における電源電圧ＶＣＣ、クロック・イネーブル信号ＣＫＥ、電源電圧立ち上がり検出信号Ｓ４、モード・レジスタ・セット・コマンド書込み指示信号ＭＲＳＰ、制御信号Ｓ２及び制御信号Ｓ１を示している。
【０１００】
この動作例は、電源電圧ＶＣＣの立ち上がり時にクロック・イネーブル信号ＣＫＥがＬレベルにあった場合を示しており、電源電圧ＶＣＣが０［Ｖ］から立ち上がりを開始すると、ノードＮ２０の電圧がｎＭＯＳトランジスタ８１をＯＮとする電圧に上昇するまでは、ノードＮ２１の電圧は、電源電圧ＶＣＣの上昇に追従して上昇し、この結果、電源電圧立ち上がり検出信号Ｓ４も電源電圧ＶＣＣに追従して上昇する。
【０１０１】
そして、電源電圧立ち上がり検出信号Ｓ４がＨレベルになると、インバータ８７の出力＝Ｌレベル、制御信号Ｓ２＝Ｈレベルとなり、制御信号Ｓ１＝Ｈレベルとなる。
【０１０２】
なお、この場合、モード・レジスタ・セット・コマンド書込み指示信号ＭＲＳＰ＝Ｌレベル、インバータ８８の出力＝Ｈレベルの状態にあり、ＮＡＮＤ回路９０の出力＝Ｈレベルとなる。
【０１０３】
この結果、ＶＰＲバックアップ回路２においては、アナログ・スイッチ１４＝ＯＦＦ、アナログ・スイッチ１７＝ＯＦＦ、ｐＭＯＳトランジスタ２０＝ＯＮ、ｎＭＯＳトランジスタ２１＝ＯＮとなり、ＶＰＲバックアップ回路２は活性状態となる。
【０１０４】
また、基準電圧回路５においては、ｐＭＯＳトランジスタ５８＝ＯＮ、差動アンプ６４＝活性状態、アナログ・スイッチ６５＝ＯＮとなる。
【０１０５】
そして、ノードＮ２０の電圧がｎＭＯＳトランジスタ８１をＯＮとする電圧に上昇し、ｎＭＯＳトランジスタ８１がＯＮとされると、ノードＮ２１の電圧は０［Ｖ］に下降し、電源電圧立ち上がり検出信号Ｓ４も０［Ｖ］に下降する。
【０１０６】
ここに、電源電圧立ち上がり検出信号Ｓ４＝Ｌレベルとなると、インバータ８７の出力＝Ｈレベルとなるが、ＮＡＮＤ回路９０の出力はＬレベルとされているので、制御信号Ｓ２＝Ｈレベル、制御信号Ｓ１＝Ｌレベルが維持される。
【０１０７】
その後、モード・レジスタ・セット・コマンド書込み指示信号ＭＲＳＰ＝Ｈレベルにされると、インバータ８８の出力＝Ｌレベル、ＮＡＮＤ回路９０の出力＝Ｈレベルとなるが、この場合、インバータ８７の出力＝Ｈレベルとされているので、制御信号Ｓ２＝Ｌレベルとなる。
【０１０８】
しかし、モード・レジスタ・セット・コマンドが取り込まれる時には、クロック・イネーブル信号ＣＫＥ＝Ｈレベルとされるので、制御信号Ｓ１＝Ｈレベルが維持されることになる。
【０１０９】
そして、その後、モード・レジスタ・セット・コマンド書込み指示信号ＭＲＳＰ＝Ｌレベルになると、インバータ８８の出力＝Ｈレベルとなるが、制御信号Ｓ２＝Ｌレベルとなっているので、ＮＡＮＤ回路９０の出力＝Ｈレベルが維持され、制御信号Ｓ２＝Ｌレベルが維持される。
【０１１０】
そして、その後、クロック・イネーブル信号ＣＫＥ＝Ｌレベルとされると、制御信号Ｓ１＝Ｌレベルとなり、ＶＰＲバックアップ回路２＝非活性状態、基準電圧回路５においては、ｐＭＯＳトランジスタ５８＝ＯＦＦ、差動アンプ６４＝非活性状態となる。
【０１１１】
そして、その後、図示は省略するが、クロック・イネーブル信号ＣＫＥ＝Ｈレベルの状態でワード線が立ち上げられる場合、即ち、制御信号Ｓ１＝Ｈレベル、内部ロウアドレス・ストローブ信号rasz＝Ｈレベルとされる場合には、ＶＤＰバックアップ回路４においては、アナログ・スイッチ３９＝ＯＦＦ、ｐＭＯＳトランジスタ４２＝ＯＮ、ｎＭＯＳトランジスタ４３＝ＯＮとなり、ＶＤＰバックアップ回路４＝活性状態となる。
【０１１２】
また、図７は制御回路６が備えるＳ３発生回路の構成を示す回路図である。図７中、９３は外部クロックＣＬＫが入力されるバッファ、９４、９５はクロック・イネーブル信号ＣＫＥが入力されるバッファ、９６、９７はＤフリップフロップ、９８〜１０１はインバータ、１０２〜１０６はＮＡＮＤ回路である。
【０１１３】
ここに、図８は図７に示すＳ３発生回路のパワーダウン／セルフリフレッシュ時の動作を示すタイミングチャート、図９は図７に示すＳ３発生回路のクロック・サスペンド時の動作を示すタイミングチャートである。
【０１１４】
なお、図８（Ａ）及び図９（Ａ）は外部クロックＣＬＫ、図８（Ｂ）及び図９（Ｂ）はクロック・イネーブル信号ＣＫＥ、図８（Ｃ）及び図９（Ｃ）はＤフリップフロップ９６の出力Ｓ５、図８（Ｄ）及び図９（Ｄ）はＤフリップフロップ９７の出力Ｓ６、図８（Ｅ）及び図９（Ｅ）はＮＡＮＤ回路１０２の出力Ｓ７を示している。
【０１１５】
また、図８（Ｆ）及び図９（Ｆ）はＮＡＮＤ回路１０４の出力Ｓ８、図８（Ｇ）及び図９（Ｇ）はＮＡＮＤ回路１０６の出力Ｓ９、図８（Ｈ）及び図９（Ｈ）はバッファ９５の出力Ｓ１０、図８（Ｉ）及び図９（Ｉ）は内部ロウアドレス・ストローブ信号rasz、図８（Ｊ）及び図９（Ｊ）は制御信号Ｓ３を示している。
【０１１６】
このように、本発明の実施の第１形態においては、ＶＰＲ回路１に付随して設けるべきＶＰＲバックアップ回路として、電源電圧ＶＣＣの立ち上がり時からモード・レジスタ・セット・コマンド書込み指示信号ＭＲＳＰ＝Ｈレベルとされるまでの期間及びクロック・イネーブル信号ＣＫＥ＝Ｈレベルとされる期間、即ち、ＶＰＲ回路１に負荷充放電能力を越える負荷充放電能力が要求される期間は活性状態とされ、クロック・イネーブル信号ＣＫＥ＝Ｌレベルとされる場合、即ち、ＶＰＲ回路１に負荷充放電能力を越える負荷充放電能力が要求されない期間は非活性状態とされるＶＰＲバックアップ回路２を設けるようにしているので、ＶＰＲバックアップ回路２における電力消費を効率的に行うことができる。
【０１１７】
また、本発明の実施の第１形態においては、ＶＤＰ回路３に付随して設けるべきＶＤＰバックアップ回路として、電源電圧ＶＣＣが立ち上がった時からモード・レジスタ・セット・コマンド書込み指示信号ＭＲＳＰ＝Ｈレベルとされるまでの期間、クロック・イネーブル信号ＣＫＥ＝Ｈレベルの状態でワード線が立ち上げられる場合、及び、クロック・サスペンド時、即ち、ＶＤＰ回路３に負荷充放電能力を越える負荷充放電能力が要求される期間は活性状態とされ、それ以外の期間、即ち、ＶＤＰ回路３に負荷充放電能力を越える負荷充放電能力が要求されない期間は非活性状態とされるＶＤＰバックアップ回路４を設けるようにしているので、ＶＤＰバックアップ回路４における電力消費を効率的に行うことができる。
【０１１８】
また、本発明の実施の第１形態においては、基準電圧回路として、電源電圧ＶＣＣの立ち上がり時からモード・レジスタ・セット・コマンド書込み指示信号ＭＲＳＰ＝Ｈレベルとされるまでの期間のみ、ｐＭＯＳトランジスタ５８＝ＯＮ、差動アンプ６４＝活性状態となり、それ以外の期間は、ｐＭＯＳトランジスタ５８＝ＯＦＦ、差動アンプ６４＝非活性状態とする基準電圧回路５を設けるようにしているので、基準電圧回路５における電力消費を効率的に行うことができる。
【０１１９】
このように、本発明の実施の第１形態によれば、ＶＰＲバックアップ回路２、ＶＤＰバックアップ回路４及び基準電圧回路５における電力消費を効率的に行うことができるので、消費電力の低減化を図ることができる。
【０１２０】
（第２形態・・図１０）
図１０は本発明の実施の第２形態であるシンクロナスＤＲＡＭの要部を示す回路図であり、本発明の実施の第２形態は、ＶＰＲバックアップ回路２のノードＮ２に制御信号Ｓ１を印加する代わりに、図１０に示すバックアップ制御回路１０８を設け、このバックアップ制御回路１０８の出力Ｓ１１をＶＰＲバックアップ回路２のノードＮ２に印加するように構成し、その他については、図１に示す本発明の実施の第１形態と同様に構成したものである。
【０１２１】
ここに、バックアップ制御回路１０８は、プロセス欠陥によりＶＰＲ回路１の負荷にリーク電流があり、このリーク電流がＶＰＲ回路１から供給される電流を越える場合には、ＶＰＲバックアップ回路２を常に活性状態とし、ノードＮ１の電圧ＶＰＲをＶＣＣ／２±α［Ｖ］の範囲に維持させるというものである。
【０１２２】
図１０中、１０９は電源電圧立ち上がり検出信号Ｓ４を反転するインバータ、１１０はソースをＶＣＣ電源線１１１に接続され、ゲートをインバータ１０９の出力に接続されたｐＭＯＳトランジスタ、１１２はゲートをインバータ１０９の出力に接続され、ソースを接地線に接続されたｎＭＯＳトランジスタである。
【０１２３】
また、１１３は一端をｐＭＯＳトランジスタ１１０のドレインに接続されたヒューズ、１１４は一端をヒューズ１１３の他端に接続され、他端をｎＭＯＳトランジスタ１１２のドレインに接続されたヒューズであり、ヒューズ１１３は切断の対象とされるが、ヒューズ１１４は切断の対象とはされず、ヒューズ１１３とのバランスを取るために設けられるものである。
【０１２４】
また、１１５はヒューズ１１３、１１４の接続点であるノードＮ２５の論理レベルを反転するインバータ、１１６はソースをＶＣＣ電源線１１１に接続され、ドレインをノードＮ２５に接続され、ゲートをインバータ１１５の出力端に接続されたｐＭＯＳトランジスタである。
【０１２５】
また、１１７は制御信号Ｓ２を反転するインバータ、１１８はインバータ１１７の出力によってＯＮ、ＯＦＦが制御されるｐＭＯＳトランジスタ１１９と、制御信号Ｓ２によってＯＮ、ＯＦＦが制御されるｎＭＯＳトランジスタ１２０からなるアナログ・スイッチ、１２１はインバータ１２２、１２３からなるラッチ回路である。
【０１２６】
また、１２４は制御信号Ｓ１を反転するインバータ、１２５はラッチ回路１２１の出力とインバータ１２４の出力とをＮＡＮＤ処理して制御信号Ｓ１１を出力するＮＡＮＤ回路である。
【０１２７】
ここに、プロセス欠陥があり、ＶＰＲ回路１の負荷にリーク電流がない場合、あるいは、ＶＰＲ回路１の負荷にリーク電流があったとしても、そのリーク電流がＶＰＲ回路１から供給される電流を越えない場合には、ヒューズ１１３は非切断とする。
【０１２８】
このようにする場合には、電源電圧ＶＣＣが立ち上がり、電源電圧立ち上がり検出信号Ｓ４がＨレベルになると、インバータ１０９の出力＝Ｌレベル、ｐＭＯＳトランジスタ１１０＝ＯＮ、ｎＭＯＳトランジスタ１１２＝ＯＦＦとなると共に、制御信号Ｓ２＝Ｈレベルとなり、アナログ・スイッチ１１８＝ＯＮとなる。
【０１２９】
この結果、ノードＮ２５の論理レベル＝Ｈレベル、インバータ１１５の出力＝Ｌレベルとなり、ラッチ回路１２１は、アナログ・スイッチ１１８を介して、インバータ１１５の出力であるＬレベルをラッチし、ラッチ回路１２１の出力＝Ｈレベルとなる。
【０１３０】
その後、モード・レジスタ・セット・コマンド書込み指示信号ＭＲＳＰがＨレベルになると、制御信号Ｓ２はＬレベルとなり、アナログ・スイッチ１１８はＯＦＦとなると共に、ラッチ回路１２１の出力＝Ｈレベルの状態が維持される。
【０１３１】
したがって、この場合には、ＮＡＮＤ回路１２５は、インバータ１２４の出力に対してインバータとして動作し、制御信号Ｓ１がＨレベルとなる場合にのみ、制御信号Ｓ１１＝Ｈレベルとなり、その他の期間は、制御信号Ｓ１１＝Ｌレベルとなり、ＶＰＲバックアップ回路２は、本発明の実施の第１形態の場合と同様に動作することになる。
【０１３２】
これに対して、ＶＰＲ回路１の負荷にリーク電流があり、このリーク電流がＶＰＲ回路１から供給される電流を越えてしまう場合には、ヒューズ１１３を切断する。
【０１３３】
このようにする場合には、電源電圧ＶＣＣが立ち上がり、電源電圧立ち上がり検出信号Ｓ４がＨレベルになると、インバータ１０９の出力＝Ｌレベル、ｐＭＯＳトランジスタ１１０＝ＯＮ、ｎＭＯＳトランジスタ１１２＝ＯＦＦとなると共に、制御信号Ｓ２＝Ｈレベル、アナログ・スイッチ１１８＝ＯＮとなる。
【０１３４】
その後、電源電圧立ち上がり検出信号Ｓ４が立ち下がると、インバータ１０９の出力＝Ｈレベル、ｐＭＯＳトランジスタ１１０＝ＯＦＦ、ｎＭＯＳトランジスタ１１２＝ＯＮとなる。
【０１３５】
この結果、ノードＮ２５の論理レベル＝Ｌレベル、インバータ１１５の出力＝Ｈレベルとなり、ラッチ回路１２１は、アナログ・スイッチ１１８を介して、インバータ１１５の出力であるＨレベルをラッチし、ラッチ回路１２１の出力＝Ｌレベルとなる。
【０１３６】
その後、モード・レジスタ・セット・コマンド書込み指示信号ＭＲＳＰがＨレベルになると、制御信号Ｓ２はＬレベルとなり、アナログ・スイッチ１１８はＯＦＦとなると共に、ラッチ回路１２１の出力＝Ｌレベルの状態が維持される。
【０１３７】
したがって、この場合には、制御信号Ｓ１に関係なく、制御信号Ｓ１１＝Ｈレベルとなり、ＶＰＲバックアップ回路２は、常に活性状態として動作し、リーク電流を補給し、ノードＮ１の電圧ＶＰＲをＶＣＣ／２±α［Ｖ］の範囲に維持させることになる。
【０１３８】
本発明の実施の第２形態によれば、本発明の実施の第１形態と同様の効果を得ることができると共に、プロセス欠陥によりＶＰＲ回路１の負荷にリーク電流があり、このリーク電流がＶＰＲ回路１から供給される電流を越える場合においては、ＶＰＲバックアップ回路２を常に活性状態とし、ノードＮ１の電圧ＶＰＲをＶＣＣ／２±α［Ｖ］の範囲に維持させることができ、プロセス欠陥によりＶＰＲ回路１の負荷にリーク電流があり、このリーク電流がＶＰＲ回路１から供給される電流を越える製品を不良品として除外する必要がないので、歩止まりの向上を図ることができる。
【０１３９】
【発明の効果】
本発明によれば、電圧発生回路に付随して設けられるバックアップ回路における電力消費を無駄なく効率的に行うことができるので、消費電力の低減化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の第１形態であるシンクロナスＤＲＡＭの要部を示す回路図である。
【図２】本発明の実施の第１形態であるシンクロナスＤＲＡＭが備えるＶＰＲ回路及びＶＰＲバックアップ回路の構成を示す回路図である。
【図３】本発明の実施の第１形態であるシンクロナスＤＲＡＭが備えるＶＤＰ回路及びＶＤＰバックアップ回路の構成を示す回路図である。
【図４】本発明の実施の第１形態であるシンクロナスＤＲＡＭが備える基準電圧回路の構成を示す回路図である。
【図５】本発明の実施の第１形態であるシンクロナスＤＲＡＭが備える制御回路の一部分の構成を示す回路図である。
【図６】本発明の実施の第１形態であるシンクロナスＤＲＡＭが備える制御回路が備える電源電圧立ち上がり検出回路、Ｓ２発生回路及びＳ１発生回路の動作の一例を示す波形図である。
【図７】本発明の実施の第１形態であるシンクロナスＤＲＡＭが備える制御回路が備えるＳ３発生回路の構成を示す回路図である。
【図８】本発明の実施の第１形態であるシンクロナスＤＲＡＭが備える制御回路が備えるＳ３発生回路のパワーダウン／セルフリフレッシュ時の動作を示すタイミングチャートである。
【図９】本発明の実施の第１形態であるシンクロナスＤＲＡＭが備える制御回路が備えるＳ３発生回路のクロック・サスペンド時の動作を示すタイミングチャートである。
【図１０】本発明の実施の第２形態であるシンクロナスＤＲＡＭの要部を示す回路図である。
【符号の説明】
１ＶＰＲ回路
２ＶＰＲバックアップ回路
３ＶＤＰ回路
４ＶＤＰバックアップ回路
５基準電圧回路
６制御回路[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a voltage generation circuit that generates a voltage obtained by dividing a power supply voltage, and to back up the voltage generation circuit. Provide backup circuit The present invention relates to a semiconductor device.
[0002]
[Prior art]
Generally, a semiconductor device, for example, a synchronous DRAM, is externally supplied with 3.3 [V] as a power supply voltage VCC, but internally has a voltage of 1.65 [V] which is a half of the power supply voltage VCC. And a voltage generation circuit for generating a voltage lower than 1/2 of the power supply voltage VCC, for example, 1.0 [V].
[0003]
For example, 1.65 [V], which is half the voltage of the power supply voltage VCC, is used as a voltage applied to the counter electrode of the cell capacitor or a voltage for precharging a bit line from which data is output from the cell. 1.0 [V], which is lower than 1/2 of the power supply voltage VCC, is used as a voltage for precharging the data bus connected to the output buffer that outputs data to the external terminal.
[0004]
Here, the charge / discharge capacity for the load of these voltage generation circuits is set based on the power-down time when the voltage fluctuation of the load is not so much a problem, so when a command is input when the voltage fluctuation of the load becomes a problem. In order to cope with power-up such as an idle state or an active state that is not known, a backup circuit having a large load charge / discharge capability is generally provided along with these voltage generation circuits.
[0005]
In addition, in a synchronous DRAM, when used in a system employing an LVTTL (low voltage transistor transistor logic) data transmission system, a reference voltage of 1.4 [V] generated by an internal reference voltage generation circuit is used. Is supplied to the internal circuit, and is used in a system employing an SSTL (stub series terminated transceiver logic) data transmission method, a reference voltage of 1.4 [V] supplied from the outside is supplied to the internal circuit. Some have a circuit.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
Here, it is provided along with the voltage generation circuit. In the backup circuit If power consumption can be efficiently performed without waste, power consumption can be reduced.
[0007]
In view of the above, the present invention is a semiconductor device including a voltage generation circuit that generates a voltage obtained by dividing a power supply voltage, and efficiently consumes power in a backup circuit provided along with the voltage generation circuit without waste. And providing a semiconductor device capable of reducing power consumption Aimed at .
[0008]
[Means for Solving the Problems]
According to the present invention, first and second resistors are connected in series between a power supply line and a ground line, and a power supply voltage supplied by the power supply line with a connection point of the first and second resistors as a voltage output node. A voltage generation circuit configured to output a predetermined voltage divided by the first and second resistors from the voltage output node, and when the voltage at the voltage output node becomes lower than the allowable lower limit value, the voltage output node Pull up the voltage output node to raise the voltage at the voltage output node to the allowable lower limit value. When the voltage at the voltage output node becomes higher than the allowable upper limit value, perform the pull down operation to the voltage output node side. Backup to lower the voltage of the voltage output node to the allowable upper limit Circuit In the semiconductor device comprising the backup circuit, A pull-up first n-channel insulated gate field effect transistor having a drain connected to a power supply line, a source connected to a voltage output node, a source connected to the voltage output node, and a drain connected to a ground line The first p-channel insulated gate field effect transistor for pull-down and a period in which the voltage generating circuit is required to have a load charge / discharge capability exceeding the load charge / discharge capability are used for the first n-channel insulated gate field effect transistor. A voltage obtained by adding a threshold voltage of the first n-channel insulated gate field effect transistor to the allowable lower limit value of the voltage at the voltage output node is applied to the gate, and a voltage is applied to the gate of the first p-channel insulated gate field effect transistor. The threshold value of the output node voltage is set to a threshold value of the first p-channel insulated gate field effect transistor. When a voltage obtained by subtracting the absolute value of the threshold voltage is applied and the voltage generation circuit does not require a load charge / discharge capability exceeding the load charge / discharge capability, the gate of the first n-channel insulated gate field effect transistor and the first a pull-up / pull-down control circuit for applying the voltage of the voltage output node to the gate of the p-channel insulated gate field effect transistor; The voltage generation circuit is activated only when the load charge / discharge capability exceeding the load charge / discharge capability is required, and is deactivated when the voltage generation circuit does not require the load charge / discharge capability exceeding the load charge / discharge capability. It is configured as follows.
[0009]
Book In the present invention, the backup circuit is activated only during a period in which the voltage generation circuit requires a load charge / discharge capability exceeding the load charge / discharge capability, and the voltage generation circuit does not require a load charge / discharge capability exceeding the load charge / discharge capability. Since the period is inactive, power consumption can be efficiently performed without waste.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The first and second embodiments of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 10 by taking the case where the present invention is applied to a synchronous DRAM as an example.
[0011]
(First form: FIGS. 1 to 9)
FIG. 1 is a circuit diagram showing a main part of a synchronous DRAM according to a first embodiment of the present invention. In the first embodiment of the present invention, a VPR circuit 1, a VPR backup circuit 2, and a VDP circuit 3 are shown. And a VDP backup circuit 4, a reference voltage circuit 5, and a control circuit 6, and the others are configured as conventionally known.
[0012]
FIG. 2 is a circuit diagram showing the configuration of the VPR circuit 1 and the VPR backup circuit 2. The VPR circuit 1 precharges the voltage applied to the counter electrode of the cell capacitor and the bit line from which data is output from the cell. This circuit generates VCC / 2 as a voltage VPR to be used as a voltage for
[0013]
In the VPR circuit 1, 8 is a VCC power supply line for supplying a power supply voltage VCC (eg, 3.3 [V]), 9 and 10 are resistance values connected in series between the VCC power supply line 8 and the ground line. It is a resistor having a high resistance value, for example, 530 [KΩ].
[0014]
This VPR circuit 1 obtains VCC / 2 as a voltage VPR at a node N1 which is a connection point of resistors 9 and 10. The node N1 is connected to a counter electrode of a cell capacitor and a bit line pre-voltage via a wiring 11. Connected to the charge circuit.
[0015]
The VPR backup circuit 2 is provided in association with the VPR circuit 1, and is provided on the node N1 side so that the voltage VPR of the node N1 of the VPR circuit 1 is maintained in the range of VCC / 2 ± α [V]. On the other hand, a charge / discharge operation is performed. Α is, for example, 0.1 [V].
[0016]
In this VPR backup circuit 2, N2 is a node to which the control signal S1 output from the control circuit 6 is applied, 12 is an inverter that inverts the control signal S1, and 13 is an inverter that inverts the output of the inverter 12.
[0017]
As will be described later, the control signal S1 is a mode for instructing writing of the mode register set command contents for instructing CAS latency and burst length setting contents from the time when the power supply voltage VCC rises. The period until the register set command write instruction signal MRSP is generated and the clock enable signal CKE for instructing whether or not to effectively handle the external clock CLK are set to a high logic level (hereinafter referred to as H level). The period is set to the H level, and the clock enable signal CKE is at the low logic level (hereinafter referred to as the L level) except for the period from when the power supply voltage VCC rises to when the mode register set command write instruction signal MRSP is generated. During a certain period) is set to L level.
[0018]
In the following description, the mode register set command write instruction signal MRSP = H level is the state where the mode register set command write instruction signal MRSP is generated, and the mode register set A state where the command write instruction signal MRSP is at L level is a state where the mode register set command write instruction signal MRSP is not generated.
[0019]
N3 is a node to which the voltage VPR output from the VPR circuit 1 is applied, 14 is an nMOS transistor 15 whose conduction (hereinafter referred to as ON) and non-conduction (hereinafter referred to as OFF) are controlled by the output of the inverter 12; , An analog switch comprising a pMOS transistor 16 which is controlled to be turned on and off by the output of the inverter 13.
[0020]
Reference numeral 17 denotes an analog switch comprising an nMOS transistor 18 whose ON / OFF is controlled by the output of the inverter 12 and a pMOS transistor 19 whose ON / OFF is controlled by the output of the inverter 13.
[0021]
These analog switches 14 and 17 are turned off when the control signal S1 = H level, that is, when the output of the inverter 12 is L level and the output of the inverter 13 is H level, and the control signal S1 = L level. In this case, that is, when the output of the inverter 12 is H level and the output of the inverter 13 is L level, it is turned ON.
[0022]
Reference numeral 20 denotes a pMOS transistor whose source is connected to the VCC power supply line 8 and whose gate is connected to the output terminal of the inverter 12 and functions as a switching element. When the control signal S1 = H level, that is, the output of the inverter 12 When the control signal S1 is at the L level, that is, when the output of the inverter 12 is at the H level, the signal is turned off.
[0023]
Reference numeral 21 denotes an nMOS transistor having a source connected to the ground line, a gate connected to the output terminal of the inverter 13, and functioning as a switching element. When the control signal S1 = H level, that is, the output of the inverter 13 = H When the control signal S1 = L level, that is, when the output of the inverter 13 is L level, the signal is turned OFF.
[0024]
Reference numerals 22, 23, and 24 denote resistors connected in series between the drain of the pMOS transistor 20 and the drain of the nMOS transistor 21. These resistors 22, 23, and 24 are the pMOS transistor 20 = ON and the nMOS transistor 21 = When ON, VCC / 2 + α [V] is obtained at the node N4 that is the connection point of the resistors 22 and 23, and VCC / 2−α [V] is obtained at the node N5 that is the connection point of the resistors 23 and 24. The resistance value can be obtained.
[0025]
Reference numeral 25 denotes a pMOS transistor which functions as a resistance element having a source connected to the drain of the pMOS transistor 20 and a gate connected to the ground line. Reference numeral 26 denotes a drain and a gate which are connected to the drain of the pMOS transistor 25. This is an nMOS transistor that functions as a diode connected to.
[0026]
Reference numeral 27 denotes a pMOS transistor functioning as a diode having a source connected to the node N4 and a gate connected to the drain, and 28 denotes a pMOS transistor having a drain. 27 The nMOS transistor functions as a resistance element connected to the drain of the nMOS transistor 21, connected to the VCC power supply line 8, and connected to the drain of the nMOS transistor 21.
[0027]
A pull-up element 29 has a drain connected to the VCC power supply line 8, a gate connected to a node N6 which is a connection point between the drain of the pMOS transistor 25 and the drain of the nMOS transistor 26, and a source connected to the node N1. NMOS transistor functioning as
[0028]
Reference numeral 30 denotes a pull-down element having a source connected to the node N1, a gate connected to the node N7 which is a connection point between the drain of the pMOS transistor 27 and the drain of the nMOS transistor 28, and a drain connected to the ground line. It is a pMOS transistor.
[0029]
The nMOS transistor 29 and the pMOS transistor 30 constitute a pull-up / pull-down circuit. The inverters 12 and 13, the analog switches 14 and 17, the pMOS transistors 20, 25 and 27, and the nMOS transistors 21 and 26 , 28 and resistors 22, 23, 24 constitute a pull-up / pull-down control circuit for controlling the nMOS transistor 29 and the pMOS transistor 30.
[0030]
In the VPR backup circuit 2 configured as described above, the period from when the power supply voltage VCC rises to the mode register set command write instruction signal MRSP = H level and the clock enable signal CKE are at the H level. When the control signal S1 = H level, the output of the inverter 12 = L level, the output of the inverter 13 = H level, the analog switch 14 = OFF, the analog switch 17 = OFF, pMOS Transistor 20 = ON and nMOS transistor 21 = ON.
[0031]
Therefore, the voltage of the node N6 is the voltage of the node N5 (= VCC / 2−α) + the threshold voltage (= VTHn) of the nMOS transistor 26 = VCC / 2−α + VTHn, and the voltage of the node N7 is the voltage of the node N4 (= VCC / 2 + α) −the absolute value of the threshold voltage (= VTHp) of the pMOS transistor 21 = VCC / 2 + α− | VTHp |.
[0032]
As a result, when VCC / 2−α <node N1 voltage VPR <VCC / 2 + α, the gate-source voltage of the nMOS transistor 29 = −α + VTHn <VTHn, the nMOS transistor 29 = OFF, and the pMOS transistor 30 Gate source Voltage = α− | VTHp |> − | VTHp |, and the pMOS transistor 30 = OFF.
[0033]
Here, when the voltage VPR of the node N1 ≦ VCC / 2−α, the gate-source voltage of the nMOS transistor 29 ≧ VTHn, the nMOS transistor 29 = ON, and the pMOS transistor 30 Gate source Inter-voltage ≧ 2α− | VTHp |, and the pMOS transistor 30 = OFF is maintained.
[0034]
As a result, when the voltage VPR <VCC / 2−α at the node N1, the nMOS transistor 29 performs a pull-up operation on the node N1 side, and a current flows from the VCC power supply line 8 to the node N1 side through the nMOS transistor 29. When the voltage VPR of the node N1 rises and the voltage VPR of the node N1 becomes VCC / 2−α, the nMOS transistor 29 stops the pull-up operation, and when the voltage VPR of the node N1> VCC / 2−α, The nMOS transistor 29 is turned off.
[0035]
On the other hand, when the voltage VPR of the node N1 ≧ VCC / 2 + α, the gate-source voltage of the nMOS transistor 29 ≦ −2α + VTHn, so that the nMOS transistor 29 = OFF is maintained and the pMOS transistor 30 Gate source Inter-voltage ≦ − | VTHp |, and the pMOS transistor 30 = ON.
[0036]
As a result, when the voltage VPR of the node N1> VCC / 2 + α, the pMOS transistor 30 performs a pull-down operation on the node N1 side, and a current flows from the node N1 side to the ground line via the pMOS transistor 30, and the node N1 When the voltage VPR at the node N1 decreases and the voltage VPR at the node N1 becomes VCC / 2 + α, the pMOS transistor 30 stops the pull-down operation, and when the voltage VPR at the node N <VCC / 2, the pMOS transistor 30 turns off.
[0037]
Thus, when the control signal S1 = H level, that is, the period from when the power supply voltage VCC rises to the mode register set command write instruction signal MRSP = H level and the clock enable signal During the period when CKE is at the H level, the VPR backup circuit 2 is activated, and the voltage VPR of the node N1 is maintained in the range of VCC / 2 ± α [V].
[0038]
In addition, during the period in which the clock enable signal CKE is at L level, except for the period from when the power supply voltage VCC rises to when the mode register set command write instruction signal MRSP = H level, Since S1 = L level, the analog switches 14, 17 = ON, the pMOS transistor 20 = OFF, and the nMOS transistor 21 = OFF.
[0039]
As a result, in this case, the gate voltage of the nMOS transistor 29 is set to VPR, and the gate voltage of the pMOS transistor 30 is set to VPR. Therefore, the nMOS transistor 29 = OFF and the pMOS transistor 30 = OFF are maintained, and the VPR backup circuit 2 is Inactive state.
[0040]
FIG. 3 is a circuit diagram showing the configuration of the VDP circuit 3 and the VDP backup circuit 4. The VDP circuit 3 has a data bus for transmitting data to an output buffer for outputting data to a data input / output terminal which is an external terminal. For example, 1.0 [V] is generated as the voltage VDP used as the voltage for precharging.
[0041]
In the VDP circuit 3, reference numeral 32 denotes a VCC power supply line that supplies the power supply voltage VCC, and 33 and 34 denote high resistance resistors connected in series between the VCC power supply line 32 and the ground line.
[0042]
The VDP circuit 3 obtains 1.0 [V] as a voltage VDP at a node N8 which is a connection point of the resistors 33 and 34. The node N8 is connected to the data bus precharge circuit via the wiring 35. It is connected to the.
[0043]
The VDP backup circuit 4 is provided in association with the VDP circuit 3 and is controlled by the control signals S2 and S3 so that the voltage at the node N8 of the VDP circuit 3 is in the range of 1.0 ± β [V]. The charge / discharge operation is performed on the node N8 side so as to be maintained. However, β is, for example, 0.1 [V].
[0044]
Here, as will be described later, the control signal S2 is set to the H level from when the power supply voltage VCC rises until the mode register set command write instruction signal MRSP = H level. A signal that is set to L level after the set command write instruction signal MRSP = H level.
[0045]
The control signal S3 is a control signal generated based on the clock enable signal CKE and the internal row address / strobe signal rasz, as will be described later. The internal row address / strobe signal rasz This signal is at the H level when it is raised, and at the L level when the word line is not raised.
[0046]
Here, the control signal S3 is activated when the clock enable signal CKE = H level and the internal row address strobe signal rasz = H level, that is, when the clock enable signal CKE = H level. When the clock is suspended and at the clock suspend time, it is at the H level, and at other times it is at the L level.
[0047]
In this VDP backup circuit 4, N9 is a node to which the control signal S2 is applied, N10 is a node to which the control signal S3 is applied, 36 is an OR circuit that ORs the control signal S2 and the control signal S3, and 37 is an OR circuit. An inverter that inverts the output of 36, and an inverter that inverts the output of the inverter 37.
[0048]
N12 is a node to which the voltage VDP output from the VDP circuit 3 is applied, 39 is an nMOS transistor 40 whose ON / OFF is controlled by the output of the inverter 37, and ON / OFF is controlled by the output of the inverter 38. This is an analog switch composed of a pMOS transistor 41.
[0049]
In the analog switch 39, when either of the control signals S2 and S3 is H level, that is, the output of the OR circuit 36 is H level, the output of the inverter 37 is L level, and the output of the inverter 38 is H level. When the control signals S2 and S3 are both at L level, that is, when the output of the OR circuit 36 is L level, the output of the inverter 37 is H level, and the output of the inverter 38 is L level. Is turned ON.
[0050]
Reference numeral 42 denotes a pMOS transistor which functions as a switching element having a source connected to the VCC power supply line 32 and a gate connected to the output terminal of the inverter 37. When either of the control signals S2 and S3 is at H level, When the output of the OR circuit 36 is at the H level and the output of the inverter 37 is at the L level, the signal is ON. When both the control signals S2 and S3 are at the L level, that is, the output of the OR circuit 36 is at the L level. When the output of the inverter 37 becomes H level, it is turned OFF.
[0051]
Reference numeral 43 denotes an nMOS transistor which functions as a switching element having a source connected to the ground line and a gate connected to the output terminal of the inverter 38. When either of the control signals S2 and S3 is at the H level, that is, OR When the output of the circuit 36 is H level and the output of the inverter 38 is H level, it is turned ON, and when both the control signals S2 and S3 are L level, that is, the output of the OR circuit 36 is L level, the inverter When 38 output = L level, it is turned OFF.
[0052]
Reference numerals 44, 45, 46 and 47 are resistors connected in series between the drain of the pMOS transistor 42 and the drain of the nMOS transistor 43. The resistors 44, 45, 46 and 47 are connected to the pMOS transistor 42 = ON. When the nMOS transistor 43 = ON, 1.0 + β [V] is obtained at the node N13 which is the connection point of the resistors 44 and 45, and 1.0− at the node N14 which is the connection point of the resistors 46 and 47. The resistance value is such that β [V] can be obtained.
[0053]
Reference numeral 49 is a differential amplifier whose non-inverting input terminal is connected to the node N14, whose inverting input terminal is connected to the node N8, and whose activation and deactivation are controlled by the output of the OR circuit 36.
[0054]
The differential amplifier 49 is activated when the output of the OR circuit 36 is at H level, that is, when either of the control signals S2 and S3 is at H level, and the output of the OR circuit 36 is at L level. In other words, when both the control signals S2 and S3 are at L level, they are inactivated.
[0055]
Further, when the differential amplifier 49 is activated, when 1.0−β> the voltage of the inverting input terminal, that is, 1.0−β> the voltage VDP of the node N8, the output is output. When level = H level and 1.0−β ≦ voltage of the inverting input terminal, that is, 1.0−β ≦ voltage VDP of the node N8, output level = L level.
[0056]
Reference numeral 50 denotes a differential amplifier whose non-inverting input terminal is connected to the node N8, whose inverting input terminal is connected to the node N13, and whose activation and deactivation are controlled by the output of the OR circuit 36.
[0057]
The differential amplifier 50 is activated when the output of the OR circuit 36 is at H level, that is, when either of the control signals S2 and S3 is at H level, and the output of the OR circuit 36 is at L level. In other words, when both the control signals S2 and S3 are at L level, they are inactivated.
[0058]
Further, when the differential amplifier 50 is activated, if 1.0 + β <the voltage of the non-inverting input terminal, that is, 1.0 + β <the voltage VDP of the node N8, the output level = H level. When 1.0 + β ≧ the voltage of the non-inverting input terminal, that is, 1.0−β ≧ the voltage VDP of the node N8, the output level = L level.
[0059]
An nMOS transistor 51 functions as a pull-up element having a drain connected to the VCC power supply line 32 and a gate connected to the output terminal of the differential amplifier 49.
[0060]
A switching element 52 has a drain connected to the source of the nMOS transistor 51, a gate connected to the output terminal of the OR circuit 36, a source connected to the node N8, and an ON / OFF controlled by the output of the OR circuit 36. NMOS transistor functioning as
[0061]
An nMOS transistor 53 functions as a pull-down element having a source connected to the ground line and a gate connected to the output terminal of the differential amplifier 50.
[0062]
A switch element 54 has a drain connected to the node N8, a gate connected to the output terminal of the OR circuit 36, a source connected to the drain of the nMOS transistor 53, and an ON / OFF controlled by the output of the OR circuit 36. NMOS transistor functioning as
[0063]
The nMOS transistors 51, 52, 53, and 54 constitute a pull-up / pull-down circuit. The OR circuit 36, inverters 37 and 38, analog switch 39, pMOS transistor 42, nMOS transistor 43, The resistors 44, 45, 46, 47 and the differential amplifiers 49, 50 constitute a pull-up / pull-down control circuit for controlling the nMOS transistors 51, 53.
[0064]
In the VDP backup circuit 4 configured as described above, a period from when the power supply voltage VCC rises to when the mode register set command write instruction signal MRSP = H level, that is, the control signal S2 = H level. Or when the word line is started up with the clock enable signal CKE = H level and when the clock is suspended, that is, when the control signal S3 = H level. 36 output = H level, inverter 37 output = L level, inverter 38 output = H level, analog switch 39 = OFF, pMOS transistor 42 = ON, and nMOS transistor 43 = ON.
[0065]
As a result, the voltage at the node N13 becomes 1.0 + β [V], the voltage at the node N14 becomes 1.0−β [V], the differential amplifier 49 = active state, the differential amplifier 50 = active state, and the nMOS transistor 52 = ON and nMOS transistor 54 = ON.
[0066]
In this case, if 1.0−β <the voltage VDP of the node N8 <1.0 + β, the output of the differential amplifier 49 = L level, the output of the differential amplifier 50 = L level, and the nMOS transistor 51 = OFF and the nMOS transistor 53 remain OFF.
[0067]
Here, when 1.0−β ≧ the voltage VDP of the node N8, the output of the differential amplifier 49 = H level, the nMOS transistor 51 = ON, the output of the differential amplifier 50 = L level, and the nMOS transistor 53 = OFF is maintained.
[0068]
As a result, the nMOS transistor 51 performs a pull-up operation on the node N8 side, a current flows from the VCC power supply line 32 to the node N8 side through the nMOS transistors 51 and 52, and the voltage VDP of the node N8 increases. When the voltage of the node N8 = 1.0−β, the nMOS transistor 51 is turned off.
[0069]
When 1.0 + β ≦ the voltage VDP of the node N8, the output of the differential amplifier 49 = L The level and nMOS transistor 51 = OFF are maintained, the output of the differential amplifier 50 = H level, and the nMOS transistor 53 = ON.
[0070]
As a result, the nMOS transistor 53 performs a pull-down operation on the node N8 side, a current flows from the node N8 side to the ground line side through the nMOS transistors 54 and 53, the voltage at the node N8 drops, and the node N8 When the voltage VDP = 1.0 + β, the nMOS transistor 53 is turned off.
[0071]
As described above, the word line is raised in the state of the clock enable signal CKE = H level during the period from when the power supply voltage VCC rises to when the mode register set command write instruction signal MRSP = H level. In this case, and at the time of clock suspend, that is, when both of the control signals S2 and S3 are set to H level, the VDP backup circuit 4 is activated, and the voltage of the node N8 is 1.0 ± β It will be maintained in the range of [V].
[0072]
In contrast, the clock enable signal CKE = L level except for the period from when the power supply voltage VCC rises to when the mode register set command write instruction signal MRSP = H level and the clock suspend time. And when the clock enable signal CKE = H level but the word line is not raised, that is, when both the control signals S2 and S3 are at the L level, the OR circuit 36 Output = L level, output of inverter 37 = H level, output of inverter 38 = L level, analog switch 39 = ON, pMOS transistor 42 = OFF, nMOS transistor 43 = OFF, differential amplifier 49 = inactive state, Differential amplifier 50 = inactive state, nMOS transistor 52 = OFF, nMOS transistor Star 54 = is the OFF, VDP backup circuit 4 is deactivated.
[0073]
FIG. 4 is a circuit diagram showing the configuration of the reference voltage circuit 5. This reference voltage circuit 5 uses the reference voltage Vref-A generated internally as a reference when the system adopts the LVTTL data transmission system. When the system adopts the SSTL data transmission method as the voltage Vref, the reference voltage Vref-B supplied from the outside is supplied as the reference voltage Vref to the internal circuit.
[0074]
In FIG. 4, 56 is a reference voltage external terminal. When the system adopts the LVTTL data transmission method, it is in a disconnected state, and when the system adopts the SSTL data transmission method, 1.4 [V] is applied as the reference voltage Vref-B.
[0075]
N15 is a node to which the control signal S2 output from the control circuit 6 is applied, 57 is an inverter that inverts the control signal S2, 58 is connected to the VCC power supply line 59, and has a gate connected to the output terminal of the inverter 57. The connected pMOS transistor 60 is a high resistance resistor having one end connected to the drain of the pMOS transistor 58.
[0076]
Reference numerals 61, 62, and 63 denote resistors connected in series between the VCC power supply line 59 and the ground line. The resistance values of these resistors 61, 62, and 63 are a node N16 that is a connection point of the resistors 61 and 62. Vn [V], which is a voltage higher than 1.4 [V] and lower than 3.3 [V], is obtained, and a reference voltage Vref-A is applied to a node N17 which is a connection point of the resistors 62 and 63 As a value capable of obtaining 1.4 [V].
[0077]
Reference numeral 64 is a differential amplifier having a non-inverting input terminal connected to the reference voltage external terminal 56 and the other end of the resistor 60 and a comparator having an inverting input terminal connected to the node N16. Is activated when the control signal S2 = H level, and deactivated when the control signal S2 = L level.
[0078]
Reference numeral 65 denotes an analog switch composed of an nMOS transistor 66 that is ON / OFF controlled by the control signal S2 and a pMOS transistor 67 that is ON / OFF controlled by the output of the inverter 57. The analog switch 65 is When the control signal S2 = H level, the signal is ON. When the control signal S2 = L level, the signal is OFF.
[0079]
Reference numeral 68 denotes a latch circuit composed of inverters 69 and 70. Reference numeral 71 denotes a switch element whose ON / OFF is controlled by the voltage at the node N18, which is a connection point between the output terminal of the analog switch 65 and the input terminal of the latch circuit 68. An nMOS transistor 72 is an nMOS transistor that forms a switch element whose ON / OFF is controlled by the voltage of the node N19 which is the output terminal of the latch circuit 68.
[0080]
In the reference voltage circuit 5 configured as described above, when the reference voltage external terminal 56 is not connected, that is, when the system adopts the LVTTL data transmission method, the control signal S2 = H In other words, during the period from when the power supply voltage VCC rises to when the mode register set command write instruction signal MRSP = H level, the output of the inverter 57 = L level, the pMOS transistor 58 = It becomes ON.
[0081]
As a result, the voltage of the non-inverting input terminal of the differential amplifier 64 (= 3.3 [V])> the voltage of the inverting input terminal of the differential amplifier 64 (= Vn), and the output of the differential amplifier 64 = H level. Become.
[0082]
In this case, since the analog switch 65 is turned ON, the level of the node N18 becomes H level, the nMOS transistor 71 becomes ON, and the H level that is the output of the differential amplifier 64 is latched by the latch circuit 68. Therefore, the level of the node N19 = L level, and the nMOS transistor 72 = OFF.
[0083]
Thereafter, when the mode register set command write instruction signal MRSP = H level, the control signal S2 = L level, the output of the inverter 57 = H level, the pMOS transistor 58 = OFF, and the differential amplifier 64. = Inactive state.
[0084]
In this case, the analog switch 65 = OFF, but the latch circuit 68 causes the node to N 18 levels = H level, node N 19 level = L level is maintained, so that nMOS transistor 71 = ON and nMOS transistor 72 = OFF are maintained.
[0085]
Therefore, when the system adopts the LVTTL data transmission method, the reference voltage Vref-A obtained at the node N17 is supplied to the internal circuit as the reference voltage Vref.
[0086]
On the other hand, when the reference voltage Vref-B is applied to the reference voltage external terminal 56, that is, when the system adopts the SSTL data transmission method, the control signal S2 = H level. That is, during the period from when the power supply voltage VCC rises to when the mode register set command write instruction signal MRSP is output, the output of the inverter 57 becomes L level.
[0087]
In this case, the pMOS transistor 58 is set to ON, but the resistance 60 is a high resistance, so that the voltage at the non-inverting input terminal of the differential amplifier 64 (= Vref−B) <the voltage at the inverting input terminal of the differential amplifier 64. (= Vn) and the output of the differential amplifier 64 becomes L level.
[0088]
In this case, since the analog switch 65 is ON, the level of the node N18 is L level, the nMOS transistor 71 is OFF, and the L level that is the output of the differential amplifier 64 is latched by the latch circuit 68. Therefore, the level of the node N19 = H level, and the nMOS transistor 72 = ON.
[0089]
Thereafter, when the mode register set command write instruction signal MRSP = H level, the control signal S2 = L level, the output of the inverter 57 = H level, the pMOS transistor 58 = OFF, and the differential amplifier 64. = Inactive state.
[0090]
In this case, the analog switch 65 = OFF, but the latch circuit 68 causes the node to N 18 levels = L level, node N 19 level = H level is maintained, so that nMOS transistor 71 = OFF and nMOS transistor 72 = ON are maintained.
[0091]
Therefore, when the system adopts the SSTL data transmission method, the reference voltage Vref-B applied to the reference voltage external terminal 56 is supplied to the internal circuit as the reference voltage Vref.
[0092]
FIG. 5 is a circuit diagram showing a configuration of a part of the control circuit 6. In FIG. 5, reference numeral 74 denotes a power supply voltage rise detection circuit for detecting the rise of the power supply voltage VCC, 75 denotes an S2 generation circuit for generating the control signal S2, 76. Is an S1 generating circuit for generating a control signal S1.
[0093]
In the power supply voltage rise detection circuit 74, 77 and 78 are high resistance resistors connected in series between the VCC power supply line 79 and the ground line, 80 is a resistor having one end connected to the VCC power supply line 79, and 81 is a drain. Is connected to the other end of the resistor 80, the gate is connected to the node N20 which is the connection point of the resistors 77 and 78, and the source is connected to the ground line.
[0094]
The resistors 77 and 78 have resistance values that can obtain a voltage for turning on the nMOS transistor 82 at the node N20 when the power supply voltage VCC rises sufficiently.
[0095]
Reference numeral 82 denotes an nMOS transistor having a source connected to the VCC power supply line 79 and a gate and drain connected to the node N20. The nMOS transistor 82 has a voltage at the node N20 when the power supply voltage VCC is lowered. It is for falling down at high speed.
[0096]
Reference numerals 83, 84, 85, and 86 denote cascade-connected inverters. The input terminal of the first-stage inverter 83 is connected to the node N 21 that is a connection point between the resistor 80 and the drain of the nMOS transistor 81, and the final-stage inverter. A power supply voltage rise detection signal S4 can be obtained at the output terminal 86.
[0097]
In the S2 generation circuit 75, 87 is an inverter for inverting the power supply voltage rising detection signal S4, N22 is a node to which a mode register set command write instruction signal MRSP is applied, and 88 is a mode register set command write. Inverters 89 and 90 for inverting the instruction signal MRSP are NAND circuits constituting a flip-flop circuit, and a control signal S2 is obtained at the output terminal of the NAND circuit 89.
[0098]
In the S1 generation circuit 76, N23 is a node to which the clock enable signal CKE is applied, and 91 is an OR circuit that ORs the clock enable signal CKE and the control signal S2 to output the control signal S1.
[0099]
FIG. 6 is a waveform diagram showing an example of the operation of the power supply voltage rise detection circuit 74, the S2 generation circuit 75, and the S1 generation circuit 76. A detection signal S4, a mode register set command write instruction signal MRSP, a control signal S2, and a control signal S1 are shown.
[0100]
This operation example shows a case where the clock enable signal CKE is at the L level when the power supply voltage VCC rises. When the power supply voltage VCC starts rising from 0 [V], the voltage at the node N20 becomes the nMOS transistor 81. Until the voltage rises to ON, the voltage at the node N21 rises following the rise of the power supply voltage VCC. As a result, the power supply voltage rise detection signal S4 also rises following the power supply voltage VCC.
[0101]
When the power supply voltage rising detection signal S4 becomes H level, the output of the inverter 87 becomes L level, the control signal S2 becomes H level, and the control signal S1 becomes H level.
[0102]
In this case, mode register set command write instruction signal MRSP = L level, output of inverter 88 = H level, and output of NAND circuit 90 = H level.
[0103]
As a result, in the VPR backup circuit 2, the analog switch 14 = OFF, the analog switch 17 = OFF, the pMOS transistor 20 = ON, and the nMOS transistor 21 = ON, and the VPR backup circuit 2 becomes active.
[0104]
In the reference voltage circuit 5, the pMOS transistor 58 = ON, the differential amplifier 64 = active, and the analog switch 65 = ON.
[0105]
Then, the voltage at the node N20 rises to a voltage for turning on the nMOS transistor 81. When the nMOS transistor 81 is turned on, the voltage at the node N21 falls to 0 [V], and the power supply voltage rise detection signal S4 is also 0. Lower to [V].
[0106]
Here, when the power supply voltage rising detection signal S4 becomes L level, the output of the inverter 87 becomes H level, but since the output of the NAND circuit 90 is L level, the control signal S2 = H level and the control signal S1. = L level is maintained.
[0107]
Thereafter, when the mode register set command write instruction signal MRSP is set to H level, the output of the inverter 88 becomes L level and the output of the NAND circuit 90 becomes H level. In this case, the output of the inverter 87 = H Therefore, the control signal S2 = L level.
[0108]
However, since the clock enable signal CKE = H level when the mode register set command is fetched, the control signal S1 = H level is maintained.
[0109]
After that, when the mode register set command write instruction signal MRSP = L level, the output of the inverter 88 becomes H level, but since the control signal S2 = L level, the output of the NAND circuit 90 = The H level is maintained, and the control signal S2 = L level is maintained.
[0110]
After that, when the clock enable signal CKE = L level, the control signal S1 = L level, the VPR backup circuit 2 = inactive state, and in the reference voltage circuit 5, the pMOS transistor 58 = OFF, the differential amplifier 64 = deactivated.
[0111]
After that, although not shown in the figure, when the word line is started up with the clock enable signal CKE = H level, that is, the control signal S1 = H level and the internal row address strobe signal rasz = H level. In the VDP backup circuit 4, the analog switch 39 = OFF, the pMOS transistor 42 = ON, the nMOS transistor 43 = ON, and the VDP backup circuit 4 = active state.
[0112]
FIG. 7 is a circuit diagram showing the configuration of the S3 generation circuit provided in the control circuit 6. In FIG. 7, 93 is a buffer to which an external clock CLK is input, 94 and 95 are buffers to which a clock enable signal CKE is input, 96 and 97 are D flip-flops, 98 to 101 are inverters, and 102 to 106 are NAND circuits. It is.
[0113]
FIG. 8 is a timing chart showing the operation during power-down / self-refresh of the S3 generation circuit shown in FIG. 7, and FIG. 9 is a timing chart showing the operation during clock suspend of the S3 generation circuit shown in FIG. .
[0114]
8A and 9A are external clocks CLK, FIGS. 8B and 9B are clock enable signals CKE, and FIGS. 8C and 9C are D flip-flops. 8D and FIG. 9D show the output S6 of the D flip-flop 97, and FIGS. 8E and 9E show the output S7 of the NAND circuit 102. FIG.
[0115]
8F and 9F show the output S8 of the NAND circuit 104, FIGS. 8G and 9G show the output S9 of the NAND circuit 106, FIGS. 8H and 9H. ) Shows the output S10 of the buffer 95, FIGS. 8 (I) and 9 (I) show the internal row address strobe signal rasz, and FIGS. 8 (J) and 9 (J) show the control signal S3.
[0116]
Thus, in the first embodiment of the present invention, the mode register set command write instruction signal MRSP = H level from the rise of the power supply voltage VCC as a VPR backup circuit to be provided accompanying the VPR circuit 1. And a period in which the clock enable signal CKE = H level, that is, a period in which the VPR circuit 1 is required to have a load charge / discharge capability exceeding the load charge / discharge capability is activated, and the clock enable signal When the signal CKE = L level, that is, when the VPR circuit 1 is not required to have a load charge / discharge capability exceeding the load charge / discharge capability, the VPR backup circuit 2 which is inactivated is provided. Power consumption in the backup circuit 2 can be efficiently performed.
[0117]
In the first embodiment of the present invention, the mode register set command write instruction signal MRSP = H level from the time when the power supply voltage VCC rises as a VDP backup circuit to be provided accompanying the VDP circuit 3. When the word line is started up in a state where the clock enable signal CKE = H level, and at the time of clock suspend, that is, the VDP circuit 3 is required to have a load charge / discharge capability exceeding the load charge / discharge capability. The VDP backup circuit 4 that is inactive is provided in the active period, and other periods, that is, the period in which the load charge / discharge capacity exceeding the load charge / discharge capacity is not required for the VDP circuit 3 is provided. Therefore, power consumption in the VDP backup circuit 4 can be efficiently performed.
[0118]
In the first embodiment of the present invention, the pMOS transistor 58 is used as the reference voltage circuit only during the period from the rise of the power supply voltage VCC to the mode register set command write instruction signal MRSP = H level. = ON, differential amplifier 64 = active state, and in other periods, the reference voltage circuit 5 is provided so that the pMOS transistor 58 = OFF and the differential amplifier 64 = inactive state. The power consumption in can be efficiently performed.
[0119]
As described above, according to the first embodiment of the present invention, power consumption in the VPR backup circuit 2, the VDP backup circuit 4, and the reference voltage circuit 5 can be efficiently performed, so that power consumption can be reduced. be able to.
[0120]
(Second form .. FIG. 10)
FIG. 10 shows a second embodiment of the present invention. Synchronous DRAM In the second embodiment of the present invention, instead of applying the control signal S1 to the node N2 of the VPR backup circuit 2, the backup control circuit 108 shown in FIG. The output S11 of the control circuit 108 is configured to be applied to the node N2 of the VPR backup circuit 2, and the others are configured in the same manner as in the first embodiment of the present invention shown in FIG.
[0121]
Here, the backup control circuit 108 always activates the VPR backup circuit 2 when there is a leakage current in the load of the VPR circuit 1 due to a process defect and this leakage current exceeds the current supplied from the VPR circuit 1. The voltage VPR of the node N1 is maintained in the range of VCC / 2 ± α [V].
[0122]
In FIG. 10, 109 is an inverter that inverts the power supply voltage rise detection signal S4, 110 is a pMOS transistor having a source connected to the VCC power supply line 111 and a gate connected to the output of the inverter 109, and 112 is an output of the inverter 109. And an nMOS transistor having a source connected to a ground line.
[0123]
Also, 113 is one end of a pMOS transistor 110 A fuse 114 is connected to the drain of the nMOS transistor 112. One end of the fuse 114 is connected to the other end of the fuse 113, and the other end is connected to the drain of the nMOS transistor 112. Is not a target to be cut and is provided to balance the fuse 113.
[0124]
Reference numeral 115 denotes an inverter that inverts the logic level of the node N25, which is a connection point between the fuses 113 and 114. Reference numeral 116 denotes a source connected to the VCC power supply line 111, a drain connected to the node N25, and a gate connected to the output terminal of the inverter 115. PMOS transistor connected to the.
[0125]
Reference numeral 117 denotes an inverter for inverting the control signal S2, 118 denotes an pMOS transistor 119 whose ON / OFF is controlled by the output of the inverter 117, and an analog switch composed of an nMOS transistor 120 whose ON / OFF is controlled by the control signal S2. , 121 is a latch circuit composed of inverters 122 and 123.
[0126]
Reference numeral 124 denotes an inverter that inverts the control signal S1, and reference numeral 125 denotes a NAND circuit that NANDs the output of the latch circuit 121 and the output of the inverter 124 and outputs the control signal S11.
[0127]
Here, when there is a process defect and there is no leakage current in the load of the VPR circuit 1, or even if there is a leakage current in the load of the VPR circuit 1, the leakage current exceeds the current supplied from the VPR circuit 1. If not, the fuse 113 is not cut.
[0128]
In this case, when the power supply voltage VCC rises and the power supply voltage rise detection signal S4 becomes H level, the output of the inverter 109 is L level, the pMOS transistor 110 is ON, and the nMOS transistor 112 is OFF, and the control is performed. The signal S2 = H level and the analog switch 118 = ON.
[0129]
As a result, the logic level of the node N25 = H level and the output of the inverter 115 = L level, and the latch circuit 121 latches the L level, which is the output of the inverter 115, via the analog switch 118. Output = H level.
[0130]
Thereafter, when the mode register set command write instruction signal MRSP becomes H level, the control signal S2 becomes L level, the analog switch 118 is turned OFF, and the output of the latch circuit 121 is maintained at H level. The
[0131]
Therefore, in this case, the NAND circuit 125 operates as an inverter with respect to the output of the inverter 124, and the control signal S11 = H level only when the control signal S1 becomes H level. The signal S11 becomes L level, and the VPR backup circuit 2 operates in the same manner as in the first embodiment of the present invention.
[0132]
On the other hand, if there is a leakage current in the load of the VPR circuit 1 and this leakage current exceeds the current supplied from the VPR circuit 1, the fuse 113 is cut.
[0133]
In this case, when the power supply voltage VCC rises and the power supply voltage rise detection signal S4 becomes H level, the output of the inverter 109 is L level, the pMOS transistor 110 is ON, and the nMOS transistor 112 is OFF, and the control is performed. Signal S2 = H level and analog switch 118 = ON.
[0134]
Thereafter, when the power supply voltage rise detection signal S4 falls, the output of the inverter 109 becomes H level, the pMOS transistor 110 = OFF, and the nMOS transistor 112 = ON.
[0135]
As a result, the logic level of the node N25 becomes L level and the output of the inverter 115 becomes H level, and the latch circuit 121 latches the H level that is the output of the inverter 115 via the analog switch 118, and the latch circuit 121 Output = L level.
[0136]
Thereafter, when the mode register set command write instruction signal MRSP becomes H level, the control signal S2 becomes L level, the analog switch 118 is turned OFF, and the output of the latch circuit 121 is maintained at L level. The
[0137]
Therefore, in this case, regardless of the control signal S1, the control signal S11 becomes H level, and the VPR backup circuit 2 always operates in an active state, replenishes the leakage current, and sets the voltage VPR of the node N1 to VCC / 2. It will be maintained in the range of ± α [V].
[0138]
According to the second embodiment of the present invention, the same effect as that of the first embodiment of the present invention can be obtained, and there is a leakage current in the load of the VPR circuit 1 due to a process defect. When the current supplied from the circuit 1 is exceeded, the VPR backup circuit 2 is always in an active state, and the voltage VPR of the node N1 can be maintained in the range of VCC / 2 ± α [V]. Since there is a leakage current in the load of the circuit 1 and it is not necessary to exclude a product whose leakage current exceeds the current supplied from the VPR circuit 1 as a defective product, the yield can be improved.
[0139]
【The invention's effect】
According to the present invention Since power consumption in the backup circuit provided in association with the voltage generation circuit can be efficiently performed without waste, power consumption can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a circuit diagram showing a main part of a synchronous DRAM according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a circuit diagram showing a configuration of a VPR circuit and a VPR backup circuit included in the synchronous DRAM according to the first embodiment of the present invention;
FIG. 3 is a circuit diagram showing a configuration of a VDP circuit and a VDP backup circuit included in the synchronous DRAM according to the first embodiment of the present invention.
4 is a circuit diagram showing a configuration of a reference voltage circuit included in the synchronous DRAM according to the first embodiment of the present invention; FIG.
FIG. 5 is a circuit diagram showing a configuration of a part of a control circuit included in the synchronous DRAM according to the first embodiment of the present invention;
FIG. 6 is a waveform diagram showing an example of operations of a power supply voltage rising detection circuit, an S2 generation circuit, and an S1 generation circuit included in a control circuit included in the synchronous DRAM according to the first embodiment of the present invention;
FIG. 7 is a circuit diagram showing a configuration of an S3 generation circuit included in a control circuit included in the synchronous DRAM according to the first embodiment of the present invention;
FIG. 8 is a timing chart showing an operation during power-down / self-refresh of the S3 generation circuit included in the control circuit included in the synchronous DRAM according to the first embodiment of the present invention;
FIG. 9 is a timing chart showing an operation at the time of clock suspend of the S3 generation circuit included in the control circuit included in the synchronous DRAM according to the first embodiment of the present invention;
FIG. 10 is a circuit diagram showing a main part of a synchronous DRAM according to a second embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 VPR circuit
2 VPR backup circuit
3 VDP circuit
4 VDP backup circuit
5 Reference voltage circuit
6 Control circuit

Claims

First and second resistors are connected in series between a power supply line and a ground line, and a connection voltage of the first and second resistors is used as a voltage output node to supply a power supply voltage supplied from the power supply line. A voltage generation circuit configured to output a predetermined voltage divided by the first resistor from the voltage output node;
When the voltage of the voltage output node becomes lower than the allowable lower limit value, a pull-up operation is performed on the voltage output node side, the voltage of the voltage output node is increased to the allowable lower limit value, In a semiconductor device including a backup circuit that performs a pull-down operation on the voltage output node side when the voltage becomes higher than the allowable upper limit value, and lowers the voltage of the voltage output node to the allowable upper limit value.
The backup circuit is
A first n-channel insulated gate field effect transistor for pull-up having a drain connected to the power supply line and a source connected to the voltage output node;
A pull-down first p-channel insulated gate field effect transistor having a source connected to the voltage output node and a drain connected to the ground line;
During a period in which the voltage generation circuit is required to have a load charge / discharge capacity exceeding the load charge / discharge capacity, the gate of the first n-channel insulated gate field effect transistor is set to the allowable lower limit value of the voltage of the voltage output node. A voltage obtained by adding a threshold voltage of one n-channel insulated gate field effect transistor is applied to the gate of the first p-channel insulated gate field effect transistor to the allowable upper limit value of the voltage of the voltage output node. A voltage obtained by subtracting the absolute value of the threshold voltage of one p-channel insulated gate field effect transistor is applied, and a period during which the load charge / discharge capability exceeding the load charge / discharge capability is not required for the voltage generating circuit is the first n The gate of a channel insulated gate field effect transistor and the first p channel insulated gate field effect transistor Includes a pull-up and pull-down control circuit for applying a voltage of said voltage output node to the gates of the register,
The voltage generation circuit is activated only during a period when a load charge / discharge capacity exceeding the load charge / discharge capacity is required, and is inactive during a period when the voltage generation circuit does not require a load charge / discharge capacity exceeding the load charge / discharge capacity. A semiconductor device configured as described above.

The pull-up / pull-down control circuit includes:
One end is connected to the power supply line, and the voltage generation circuit is in a conductive state during a period in which the load charge / discharge capacity exceeding the load charge / discharge capacity is required, and the voltage generation circuit exceeds the load charge / discharge capacity. A first switch element that is in a non-conductive state during a period when is not required,
One end is connected to the ground line, and the voltage generation circuit is in a conductive state during the period when the load charge / discharge capacity exceeding the load charge / discharge capacity is required, and the voltage generation circuit exceeds the load charge / discharge capacity. A second switch element which is in a non-conductive state during a period when is not required,
First, second, and third resistance elements connected in series between the other end of the first switch element and the other end of the second switch element;
A fourth resistance element having one end connected to the other end of the first switch element and the other end connected to the gate of the first n-channel insulated gate field effect transistor;
A second n-channel insulated gate field effect transistor having a drain and a gate connected to the gate of the first n-channel insulated gate field effect transistor and a source connected to a connection point of the second and third resistors When,
Second p-channel insulated gate field effect transistor having a source connected to the connection point of the first and second resistors and a gate and drain connected to the gate of the first p-channel insulated gate field effect transistor When,
And a fifth resistor element having one end connected to the gate of the first p-channel insulated gate field effect transistor and the other end connected to the other end of the second switch element. The semiconductor device according to claim 1 .

The semiconductor device is a synchronous DRAM,
The predetermined voltage is a voltage that is a half of a power supply voltage supplied by the power supply line, and a voltage for precharging a bit line from which cell data is output,
The period in which the voltage charge / discharge capacity exceeding the load charge / discharge capacity is required for the voltage generating circuit is a mode register instruction that instructs the mode register set command to write to the mode register from the time when the power supply voltage rises. 3. The semiconductor device according to claim 2 , wherein the set command write instruction signal is generated and the clock enable signal is at a high logic level.

A backup control circuit capable of setting whether the first logic level is fixedly output or the second logic level is fixedly output after the power supply voltage rises;
When the backup control circuit outputs the first logic level, the backup circuit is activated only during a period in which the voltage generation circuit requires a load charge / discharge capability exceeding the load charge / discharge capability, and the voltage The generation circuit is controlled so as to be in an inactive state during a period when the load charge / discharge capability exceeding the load charge / discharge capability is not required. When the backup control circuit outputs the second logic level, the active circuit is always in the active state. 4. The semiconductor device according to claim 3 , wherein the semiconductor device is controlled to be

First and second resistors are connected in series between a power supply line and a ground line, and a connection voltage of the first and second resistors is used as a voltage output node to supply a power supply voltage supplied from the power supply line. A voltage generation circuit configured to output a predetermined voltage divided by the first resistor from the voltage output node;
When the voltage of the voltage output node becomes lower than the allowable lower limit value, a pull-up operation is performed on the voltage output node side, the voltage of the voltage output node is increased to the allowable lower limit value, When the voltage becomes higher than the allowable upper limit value, a pull-down operation is performed on the voltage output node side, and a backup circuit that lowers the voltage of the voltage output node to the allowable upper limit value is provided.
The backup circuit is
The first n-channel insulated gate field effect transistor for pull-up connected in series in random order between the power supply line and the voltage output node, and the voltage generation circuit has a load charge / discharge capability exceeding the load charge / discharge capability. A first switch element that is in a conductive state during a required period, and is in a non-conductive state during a period in which the voltage generation / discharge capacity exceeding the load charge / discharge capacity is not required for the voltage generation circuit;
A pull-down second n-channel insulated gate field effect transistor connected in series in random order between the voltage output node and the ground line and the voltage generation circuit require load charge / discharge capability exceeding the load charge / discharge capability. A second switching element that is in a conductive state during a period in which the voltage generation circuit is not required to have a load charge / discharge capacity exceeding a load charge / discharge capacity,
In a period in which the voltage generation circuit is required to have a load charge / discharge capability exceeding the load charge / discharge capability, when the voltage at the voltage output node becomes lower than an allowable lower limit value, the first n-channel insulated gate electric field is applied. Applying a voltage for turning on the effect transistor to the gate of the first n-channel insulated gate field effect transistor, and maintaining a voltage for maintaining the second n-channel insulated gate field effect transistor in the non-conductive state When applied to the gate of the second n-channel insulated gate field effect transistor and the voltage at the voltage output node becomes higher than the allowable upper limit, the first n-channel insulated gate field effect transistor is turned off. Is applied to the gate of the first n-channel insulated gate field effect transistor, and Includes a pull-up and pull-down control circuit for applying a voltage to the second n-channel insulated gate field effect transistor in a conductive state to a gate of said second n-channel insulated gate field effect transistor,
The voltage generation circuit is activated only during a period when a load charge / discharge capacity exceeding the load charge / discharge capacity is required, and is inactive during a period when the voltage generation circuit does not require a load charge / discharge capacity exceeding the load charge / discharge capacity. And
The pull-up / pull-down control circuit includes:
One end is connected to the power supply line, and the voltage generation circuit is in a conductive state during a period when the load charge / discharge capacity exceeding the load charge / discharge capacity is required, and the voltage generation circuit requires the load charge / discharge capacity exceeding the load charge / discharge capacity. A third switch element which is in a non-conductive state during a period when
One end is connected to the ground line, and the voltage generation circuit is in a conductive state during a period when the load charge / discharge capacity exceeding the load charge / discharge capacity is required, and the voltage generation circuit requires the load charge / discharge capacity exceeding the load charge / discharge capacity. A fourth switch element which is in a non-conductive state during a period when
First, second, third, and fourth resistance elements connected in series between the other end of the third switch element and the other end of the fourth switch element;
A non-inverting input terminal is connected to the connection point of the third and fourth resistors, an inverting input terminal is connected to the voltage output node, and a non-inverting output terminal is connected to the first n-channel insulated gate field effect transistor. Connected to the gate, the voltage generation circuit is in an active state during the period when the load charge / discharge capacity exceeding the load charge / discharge capacity is required, and is not during the period when the voltage generation circuit is not required to have the load charge / discharge capacity exceeding the load charge / discharge capacity. A first differential amplifier that is activated;
A non-inverting input terminal is connected to the voltage output node, an inverting input terminal is connected to a connection point of the first and second resistors, and a non-inverting output terminal is connected to the second n-channel insulated gate field effect transistor. Connected to the gate, the voltage generation circuit is in an active state during the period when the load charge / discharge capacity exceeding the load charge / discharge capacity is required, and is not during the period when the voltage generation circuit is not required to have the load charge / discharge capacity exceeding the load charge / discharge capacity. In a semiconductor device including a second differential amplifier that is activated,
The semiconductor device is a synchronous DRAM,
The predetermined voltage is lower than half the power supply voltage supplied by the power supply line, and precharges a data bus that transmits data to a data output buffer that outputs data to an external terminal. Is the voltage of
The period in which the voltage charge / discharge capacity exceeding the load charge / discharge capacity is required for the voltage generating circuit is a mode register instruction that instructs the mode register set command to write to the mode register from the time when the power supply voltage rises. A semiconductor device , wherein a word line is started up while a clock enable signal is at a high logic level and a clock suspend is in a period until a set command write instruction signal is generated .